Funktionsprinzip - Startseite TU Ilmenau · in Wave S8500 Pixel-Anordnung: Pen Tile RGBG Sony: 4.1“ rollbares Display mit OTFT Auflösung: 432x240 Kontrast: 1.000:1 Helligkeit 100cd/m2

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VL Polymerelektronik OLED

+

-

Kathode

Anode+

-

HOMO

LUMO

1

1

2

23

3

h·n4

Funktionsprinzip





MEH-PPVPoly[2-methoxy-5-(2-

ethylhexyloxy)-1,4-

phenylenevinylene]

ITO

Glas

MEH-PPV

Ca

Einschicht-OLED



Einfluss

Kathodenmaterial Schichtdicke

Quelle: JAP vol. 75 (1994) p. 1656

• kaum Einfluss auf IU

• Abnehmende Effizienz

mit Zunahme Kathode

starker Einfluss auf IU



Stromdichte

über Barriere:

e x p 1S

T

UJ J

U

Diffusionstheorie:1 / 2

0

2 e ( )= e N e x p

k

D D B

S C n

r

N U U VJ µ

T

Thermische Emission:

* 2

* 2 *

3

4 e k= T e x p m it

k

B

S

V mJ A A

T h

Tunnelstromdichte:

2 3 / 2* * 1 / 22e 4 ( 2 )

e x p - m it k 3e

B

B

VA E mJ

V E h



Stromdichte

Raumladungsbegrenzter Strom (SCLC):

2

0 3

9

8r

UJ µ

d

Mott-Gurney:

SCLC mit tiefen Trap (exp. verteilt):

11

0

2 1

0

2 1e m it

1 ( 1)e

r

C

t

n TJ µ N

N L T



Hysterese

Ursache Traps

A: Diodenverhalten mit n=2.5

B: Bahnwiderstand R=5kW

C: Leckströme, Traps, SCLC

D: Anstieg durch Bildkrafteffekt

sehr langsame Messung schnelle Messung



Hysterese: abhängig von Verzögerungszeit

Ursache Trapumladung

ITO/NPB/Ca-OLED

-6 -4 -2 0 210

-14

10-12

10-10

10-8

10-6

delay time (s)

0.5

2

10

65

+3V -> -7V

-7V -> +3V

abs

(I) (A

)

V (V)



Trap bei Et – EV=0.5eV

Simulation

-8 -6 -4 -2 0 210

-22

10-20

10-18

10-16

10-14

10-12

10-10

I (A

)

V (V)

steady-state

transient with td=6s

-8V -> 1V

1V -> -8V

160 170 180 190 200

0

4

8

t (s) I (

10

-19A

)

-4.9V

3ms



0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

simulation µ (cm2

/Vs)

10-3

10-5

fit

10-3

10-5

Im (M

)

Re (M)

10-4

10-2

100

102

104

106

108

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

simulation µ (cm2

/Vs)

10-3

10-5

fit

10-3

10-5

C1

C2

C3

R1

R2

Im (M

)

f (Hz)

R3



Mehrschichtstruktur

Lochinjektionsschicht

CuPc

Lochtransportschicht

(HTL hole transport layer)

NPB

Elektronentransportschicht

(ETL electron transport layer)

Alq3



Mehrschichtstruktur

zusätzlich EML emission layer



Jablonski Diagramm

S0

S1

T1

FA P

iscic

A – Absorption; F - Fluoreszenz; P – Phosphoreszenz;

isc – inter system crossing; ic – internal conversion



UDC Universal Display Corporation

Quelle: www.udcoled.com



pin-OLED Technologie

pin-OLED auf Metallsubstrat

Quelle: www.novaled.com



Quelle: www.novaled.com



www.comedd.fraunhofer.de

Transparente OLED

PEDOT

basierte

Elektrodenhttp://www.oled-info.com



www.comedd.fraunhofer.de

Farb-steuerbare OLED



Roll-to-Roll (r2r) Technologie

Quelle: www.comedd.fraunhofer.de



CIE Farbnormtabelle

R: 700nm x=0.7355 y=0.2645

G: 546,1nm x=0.2658 y=0.7243

B: 435,nm x=0.1669 y=0.0085

White point: x=0.3333 y=0.3333



Liquid Crystal

White Backlight

Color Filter

Transparent Electrode

Polarizer

Polarizer

AC Voltage

(Field Effective)

LCD (liqiud crystal display)



Cathode

Anode

EL Multi Layer

PassivationDC Current

OLED display



D a ta L i ne

S c an L i n e

EL

Passiv Matrix Display

mth Data Line

Rd

Rs Rs Rs

Cel CelEL EL EL

1st Scan line 2nd Scan line nth Scan line

Cel

Rd



C a t h o d e

D a t a L i n e

S c a n L i n e E L

A n o d e

Aktiv Matrix Display



Electrophoretic display



Entwicklung

2007: Sony: OLED TV XEL-1, 11“Auflösung: 1024x600

Kontrast: 1.000.000:1

Helligkeit 200cd/m2

Lebensdauer: 30.000h

2009: LG: OLED TV 15“ Auflösung: 1366x768

Kontrast: 10.000.000:1

Reaktionszeit: 1ms

Dicke: 1.4mm

Lebensdauer: 30.000h

Quelle: www.oled-info.com

Samsung: transparente OLED



Entwicklung

2009: Sony: 2.5“ rollbares Display mit OTFTAuflösung: 160x120

Kontrast: 1.000:1

Helligkeit 100cd/m2

Dicke: 300µm

Sony: OLED TV 21“ Auflösung: 1366x768

Kontrast: 1.000.000:1

Dicke: 1.4mm




2010: CES (consumer electronic show) 3D-OLED TV

Sony: 24“ (1920x1080)

Samsung: 14“ und 14“-Notebook-Display 40% transparent

Samsung: Super AMOLED 3.1“in Wave S8500

Pixel-Anordnung: Pen Tile

RGBG

Sony: 4.1“ rollbares Display mit OTFTAuflösung: 432x240

Kontrast: 1.000:1

Helligkeit 100cd/m2

Dicke: 80µm




2010: LG: OLED TV 31“ Dicke: 0.29cm

Refresh-Rate: 600Hz

2011: Samsung: Super AMOLED Plus 4.3“

in Galaxy S2Pixel-Anordnung: RGB

50% mehr Sub-Pixel


Du Pont: 4,3“ gedruckter AMOLED Dicke: 0.29cm

Refresh-Rate: 600Hz



2012: CES 55“-Display

Samsung LG

RGB WRGB

Sharp: 13,5“ OLED TV (3840x2160)

und 3,4“ flexibles Display

(540x960)

Treibertransistoren: IGZO



2013: CES Trend: gewölbte Displays oder 4K (3840x2160)

LG: 55“ OLED TV (1920x1080)

Modell EA9800

Dicke: 4,3mm

Preis: ca. 6.000,-€


Samsung: 55“ OLED TV (1920x1080)

Modell KE55S9C

Preis: ca. 8.000,-€



Panasonic: 56“ 4K OLED TV

Modell KE55S9C

Dicke: 8,9mm

gedruckt

Sony: 56“ 4K2K OLED TV


2014: CES Trend: gewölbte Displays und 4K (3840x2160)

Panasonic: 58“ 4K OLED TV

geplant: 65“, 85“



2014:

LG: 18“ OLED Display rollbar auf 3cm

Samsung: 55“ 4K

biegsam


2016:

LG: 77“ 4K OLED TV



Curved TV


DisplaySearch sees:

100,000 curved OLED TVs sold in 2014, over 2 million in 2017



Beleuchtung

Quelle: www.oled-display.net



Weiße OLED

Lichtausbeute:

Glühbirne: 15lm/W

Halogenlapmen: 19lm/W

Leuchtstoffröhre: 60lm/W

Energiesparlampe: 60…90lm/W

OLED muss 100lm/W erzielen

Quelle: Optik&Photonik April 2010



Weiße OLED




Triplett-Harvesting-Methode


Emitter: blau rot

X



Auskopplungseffizienz




EST 100meV

notwendig

Quelle: Nature, vol.492 (2012), p. 234

Thermally activated delayed fluorescence (TADF)



Thermally activated delayed fluorescence (TADF)




2009: Philips: Lumiblade

Osram: Orbeos

25lm/W , d=2mm, 2800K

2010:

Osram: flexible OLED

32lm/W , d 100µm, 1000cd/m2




2013: Philips und Audi:

3D (gewölbte OF) OLED

Merck Material gedruckt

2014: LG Chem:

Tischlampe mit Smart

Phone steuerbar, 9 Modi


2015: Konica Minolta:

Japanisches

Tulpenfestival

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