Ugrás a tartalomhoz

3D megjelenítési technikák

Dr. Fekete Róbert Tamás, Dr. Tamás Péter, Dr. Antal Ákos, Décsei-Paróczi Annamária (2014)

BME-MOGI

Az OLED kijelzők

Az OLED kijelzők

Az OLED technológiáját eredetileg az Eastman-KODAK fejlesztette ki 1985-ben. Ez az úgynevezett kis molekula technológiára épülő Small Molecule OLED (SMOLED) volt. Itt a fénykibocsátó réteg kis molekulasúlyú szerves anyagból épült fel, amelyet úgynevezett vákuumporlasztásos eljárással hoztak létre. Közel ezzel egy időben egy másik technológia is fejlesztésnek indult, ez a Polymer-OLED (PLED), melynek kifejlesztője a Cambridge University (1989) volt. A fénykibocsátó réteget itt óriás, molekuláris szerkezetű polimerek alkotják, amely réteget egy egyszerű technológiával, speciális tintasugaras nyomtatási eljárással hoznak létre. Az OLED-ek első kereskedelmi megjelenése 1999-re datálódik.

Az OLED-ek (Organic Light-Emitting Diode – szerves fénykibocsátó dióda) az egyik leginkább alkalmazható, és nagy perspektívával rendelkező kijelző típus. Az OLED p-n átmenetet képező rétegekből áll, mint a LED kijelzőknél, de itt a vegyületek szervesek. Ha a feszültség nyitóirányú, fény keletkezik abban a régióban, ahol az elektronlyukak és az elektronok újraegyesülnek. Mivel a szerves anyagok érzékenyek a párára és az oxigénre, ezért tokozást alkalmaznak. Az OLED-ek önsugárzók, nagy hatékonyságúak, és kiemelkedő optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Nagy lehetőség ígérkezik a rugalmas hordozó alkalmazására és a tömeges gyártásra (vékony fóliák). Továbbá, a szerves anyag egyszerű nyomatatásának lehetősége, a gyártást is olcsóvá teszi. A széleskörű alkalmazási lehetőségek a monokróm, nagy területű megjelenítéstől, a többszínű, videó és grafikus megjelenítésig terjednek. Az OLED kijelzőkben olyan szerves, félvezető vegyületek találhatók, amelyek elektromos gerjesztés hatására fénykibocsátásra képesek. A kibocsátott fény erőssége és színe az alkalmazott szerves anyagtó, és az esetlegesen hozzáadott színezőanyagok tulajdonságaitól is függ. A kutatások a mind jobb tulajdonságokkal rendelkező fehér, illetve a három alapszín, a kék, a zöld és a piros fényt emittáló, szerves anyagok irányában folynak. Az egyes OLED pixelek vezérlése, hasonlóan a LCD megjelenítőkhöz, történhet passzív és aktív módon. Az aktív mátrixos megjelenítési formát főleg a folyamatos mozgókép megjelenítésére alkalmazzák, köszönhetően a képpontok gyors ki- és bekapcsolhatóságának. Ezzel szemben a passzív mátrixos OLED-kijelzők inkább szöveg megjelenítéséhez használhatók a legjobban, így ideálisan funkcionálnak műszerfali elemként, vagy az audiorendszer fejegységének kijelzőjeként. Az OLED kijelzőkből készíthető flexibilis és transzparens megjelenítő is. Az OLED kijelzők képének fényessége és tisztasága szembetűnő. A fényes kép a kijelzők magas kontrasztjának és fénysűrűségének köszönhető. Az LCD kijelzőkkel ellentétben nem igényelnek háttérvilágítást, sőt, a látószögük is jóval magasabb azokénál. Mivel a képpontok nagyon rövid időközök alatt ki-bekapcsolhatók, ezért a mozgókép megjelenítése jóval folyamatosabbnak tűnik az eddigi megoldásokhoz viszonyítva. Egy átlagos OLED kijelző közel háromszor akkora képfrissítési értékkel bír, mint amennyire egy átlagos videó zavartalan megtekintéséhez szükséges. Végül elmondható, hogy az OLED kijelzők áramfelvétele sokkal kisebb, mint az LCD vagy a PLASMA kijelzőké. Jelenleg az OLED kijelzők legnagyobb hátránya a viszonylag rövid élettartam. Ezt az értéket a fényesség mértéke határozza meg, hiszen magas fényesség esetén rövid, alacsony fényesség esetén pedig hosszú ideig képes működni a kijelző. Átlagosan, viszonylag alacsony fényerőértékek mellett körülbelül tízezer órás üzemidőről beszélhetünk. Az OLED kijelzők a legalkalmasabbak a kisebb, hordozható eszközök megjelenítőinek (mobiltelefonok, fényképezők stb.), vagy más futurisztikus termékek kijelzőihez.

Az OLED-ek előnyei:

  • Tintasugaras nyomtatáshoz hasonlóan, egyszerű technológiával lehet a szubsztrátrétegre feljuttatni, ezért olcsóbban gyárthatók, mint a folyadékkristályos vagy a plazma képernyők.

  • Hajlékony szubsztrátokra is felvihetjük, ezért megnyílik a lehetősége a hajlékony vagy akár feltekerhető kijelzők gyártásának is, sőt akár ruhába varrható kijelzőket is gyárthatunk.

  • Közvetlenül bocsátják ki a fényt, ezért nagyobb szögből láthatók, mint a folyadékkristályos technológiájú kijelzők.

  • Míg az LCD kijelzők a háttérvilágítást szűrik, addig az OLED kijelzők a közvetlen fénykibocsátás miatt alig használnak áramot a fekete vagy sötét pixelekhez.

  • Válaszidejük gyorsabb, mint az LCD kijelzőké.

Az OLED-ek hátrányai:

  • Kezdetben a legnagyobb probléma a szerves anyagok rövid élettartalma volt. Különösen a kék OLED-ek élettartalmával volt gond, mely nagyságrendre 14.000 óra volt, ami napi nyolc órás használat mellett öt évet jelent. Ezzel szemben az LCD és a LED technológiák 25.000-40.000 órát ígérnek.

  • Az egyik színkomponenst kibocsátó OLED gyorsabban veszít a fényéből, mint a többi, ezért a színvisszaadás is megváltozik hosszú távon. Ezt korrigálni lehet elektronikusan, de bonyolult vezérlőáramkörök beépítését követeli meg.

  • Az OLED technológia energiatakarékos, egy átlagos kép esetén az LCD technológia által felhasznált teljesítmény 60-80%-a is elég a meghajtásához. Bár sötét képek esetén ez még kedvezőbb, 40% körüli, azonban főleg fehér hátterű képeknél akár két-háromszorosát is fogyaszthatják a folyadékkristályos technológiájú képernyőkhöz viszonyítva.

  • Az OLED pixeleinek élettartama a használattal csökken. Ezért, ha egyes színeket vagy képpontokat sokáig azonos tartalom kijelzésére használunk, a színegyensúly vagy a fényerő megváltozhat azon a területen, a beégés jelenségét produkálva.

  • Az OLED kijelzőket károsítja, ha tartósan UV-fénynek vannak kitéve, ezért ma a legtöbb OLED kijelző UV-szűrő panellel védett.

5.19. ábra - Hajlékony OLED kijelző


5.20. ábra - Egy OLED pixel felépítése