 |
Zarówno w wypadku diod LED, jak i OLED, świecenie jest wynikiem tzw. procesu rekombinacji. Polega on na łączeniu się w pary cząstek o przeciwnych ładunkach elektrycznych (elektronów i dziur), podczas którego elektron oddaje nadmiar swojej energii. Oddanie tej energii w wypadku diod LED i OLED następuje na drodze promienistej. Upraszcając: elektrony oddając nadmiar swojej energii generują fotony, a materiał, z którego zrobiona jest dioda, po prostu świeci.
Najłatwiej produkuje się diody OLED emitujące światło czerwone, gdyż jest to światło o najmniejszej energii. Problemu technologicznego nie stanowią też zielone diody OLED. Najtrudniejsze jest otrzymanie diod OLED świecących na niebiesko. Związane jest to z najwyższą energią emitowanego światła, a organiczne materiały świecące na niebiesko ponad 20 tys. godzin są bardzo trudne do uzyskania w produkcji na skalę przemysłową.
Schemat działania diody OLED – Katoda (1) wstrzykuje do tzw. warstwy emisyjnej (2) diody OLED ładunki ujemne (elektrony), a anoda (5) wstrzykuje do tzw. warstwy przewodzącej (4) ładunki dodatnie (dziury). Dzięki przyłożonemu do diody OLED napięciu, dziury wędrują do warstwy emisyjnej i tam spotykają elektrony. W wyniku zjawiska rekombinacji para elektron-dziura emituje światło (3).
Co ciekawe, polimery LEP znane są już od 120 lat. Dopiero jednak badania prowadzone od początku lat 70. XX wieku przez laureata nagrody Nobla Hideki Shirakawę pozwoliły zastosować niemal 20 lat później polimery LEP do konstrukcji pierwszych w miarę efektywnie przetwarzających energię elektryczną na światło diod OLED.
Ekran, który sam świeci
Pierwszą działającą diodę OLED, a właściwie formalnie SMOLED, zbudowali w 1980 roku zatrudnieni w laboratoriach firmy Eastman Kodak naukowcy Ching W. Tang oraz Steven Van Slyke. Długocząsteczkowe materiały polimerowe do budowy wyświetlaczy typu P-OLED zaczęto stosować dopiero od 1989 roku. Wtedy to w Laboratorium Cavendisha Uniwersytetu Cambrigde, jeden z naukowców – Jeremy Burroughes, do budowy diody OLED wykorzystał polifenylenowinylen PPV. Ten przewodzący polimer może pod wpływem przyłożonego napięcia emitować światło zielone lub żółtozielone.
Polifenylenowinylen PPV wykorzystywany do dzisiaj w wielu wyświetlaczach typu P-OLED
Pierwszy działający monochromatyczny ekran SMOLED pojawił się w 1996 roku za sprawą firmy Cambridge Display Technology. Konstrukcja ta pozostawiała jeszcze wówczas dużo do życzenia, zwłaszcza jeśli chodzi o efektywność świecenia. Dopiero w 1998 roku opracowano organiczne, świecące na zielono diody OLED, które cechowały się wystarczającą efektywnością zamiany prądu elektrycznego na światło.
Szybki rozwój technologii OLED datuje się od 2000 roku, kiedy to tajwańska firma RiTEK Display Technology rozpoczęła budowę pierwszej fabryki produkującej monochromatyczne, świecące na zielono wyświetlacze SMOLED do telefonów komórkowych. W 2002 roku pojawiły się zaś pierwsze panele AMOLED (Active Matrix OLED) z aktywną matrycą sterującą opracowaną przez Kodaka.
Proste, „zielone” wyświetlacze OLED wykorzystywane są do dzisiaj w prostych urządzeniach elektronicznych niewymagających kolorowych ekranów.
