ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE IŞIK YAYAN ORGANİK DİYOTLAR (OLED)

1. ORGANIC LIGHT EMITTING DIODEIŞIK YAYAN ORGANİK DİYOTLAR(OLED)

2. Gökhan SAT030205059Peykan DEMİR010205027 Çanakkale 2007

3. LED NEDİR ?

4. LED NEDİR ? • Açılımı “Light Emitting Diode” yani “Işık Yayan Diyot” anlamına gelmektedir. • Yarı iletken malzemelerdir. • Ana maddeleri silikondur. • Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler. • Değişik açıda ışık verecek şekilde üretilebiliyorlar.

5. DİYOT NEDİR ?

6. DİYOT NEDİR ? • Diyotlar, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır.Diğer bir deyimle, bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.

7. DİYOT NEDİR ? • Direncin küçük olduğu yöne "doğru yön" ,büyük olduğu yöne "ters yön" denir. Diyot sembolü, aşağıda görüldüğü gibi, akım geçiş yönünü gösteren bir ok şeklindedir.

8. ORGANİK YARI İLETKENLER

9. ORGANİK YARI İLETKENLER • Mikroelektronik devre elemanlarının ve devrelerin üretiminde geleneksel kristal yapıya sahip yarıiletkenler yerine bazı organik malzemeler (polimerlerin) kullanılabilir. • Bununla birlikte gerek üretim teknolojileri gerekse kullanım alanları bakımından yepyeni olanaklar ortaya çıkmıştır.

10. ORGANİK YARI İLETKENLER • Bunlar; esnek, basılabilir,dokunabilir tüm devre ve sistemlerin gerçekleştirilmesi ile, insan-elektronik sistem ara yüzleri konusunda sağlık, savunma, v.b. bir çok alanda yepyeni uygulamalar gelişmiştir. • Organik yarıiletkenlerin somut bir uygulama alanı olarak son yıllarda ışık veren organik diyotlar (organik LED’ler) ortaya çıkmıştır.

11. İLK FENOMEN

12. İlk Fenomen • OLED’in dayandığı fikir; ilk kez 1965 yılında araştırmacılar tarafından, Aromatik bir bileşen olan antrasenin iki elektrot arasına yerleştirildiğinde yaydığı mavi ışıkla başlamıştır. • Kimyacıların henüz tam olarak açıklayamadıkları bu olay ise 1987 yılında Kodak laboratuarlarında geliştirilen ilk OLED’lerin temelini oluşturmuştur.

13. Ve...İlk Adım Yirmi yıllık bir araştırmanın ardından organik elektolüminesanlar sahnedeler! İlk önce bilim adamları mavi, kırmızı, yeşil ya da sarı renk içinde ışık yayan başta plastik monomerler ve polimerler olmak üzere organik bileşenlerden oluşan bir palet oluşturdular.

14. Monomer : Büyük moleküllerin hidrolizi sonucu oluşan en küçük yapı birimi. Polimer :Monomerlerin bir araya gelerek oluşturdukları büyük moleküllerdirLüminesans: Bazı maddelerin, ısısı değişmeksizinelektromanyetik ışınımyaymasıdır Işıldama olarak da bilinir.

15. OLED NEDİR

16. OLED NEDİR • Işık yayan diyot(LED) familyasının son türü "Organic Light Emitting Device" ya da "Organic Light Emitting Diode" açılımına sahiptir. • "Organic Electroluminescent Device" (OEL) olarak da anılır.

17. OLED NEDİR • OLED'ler çoğunlukla düz ekran için kullanılmaktadır. LCD teknolojisine alternatif olarak sunulmaktadır. • LCD ekranlarda olduğu gibi bunlar için arkadan aydınlatma gerekmez. OLED'ler genelde cam üzerinde üretilirler ancak plastik ve kıvrılabilir malzeme üzerinde olabiliyorlar.

18. OLED YAPISI

19. OLED YAPISI

20. Oled Yapısı • OLED’in sırrı adından da anlaşılacağı gibi "organik" denilen moleküllerden üretilmesinden kaynaklanıyor; bu esnek moleküllerin kimyası karbon ve hidrojen iskeletine dayanıyor.

21. Oled Yapısı • Yani Mineral, tuz ve metal kristallerine dayanan LED’lerden farklı bir yapıya sahiptir. Sonuç olarak OLED 1 mm. kalınlığındaki katmanlar şeklinde üretiliyor. Bu da aydınlatmada şimdiye kadar benzeri görülmemiş yeniliklerin yolunu açıyor.

22. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

23. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • Bir organik LED alt tabakaya (substrate) ek olarak anot ve katot uçlardan oluşmaktadır. • Bu iki tabaka yayıcı (emissive) ve iletken tabakalar olarak adlandırılır. • Bu tabakaların her biri organik molekül ya da polimerlerden oluşmuştur.

24. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • Bu bileşenleri diğer genel organik bileşenlerden ayıran özellikse bunların elektriksel iletkenliğe sahip oluşudur. • Bu bileşenler sahip oldukları iletkenlik seviyelerine göre yalıtkandan iletkene doğru sınıflandırılmaktadır. Bu nedenle organik yarı iletkenler olarak adlandırılırlar.

25. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • OLED boyunca gerilim uygulandığında anot katoda göre pozitif yüklenir ve aygıt boyunca akım oluşur. • (Konvansiyonel, yayılan) Akımın yönü anottan katoda doğrudur, bu yüzden elektronlar katottan anoda doğru akarlar. • Böylece katot yayıcı tabakaya elektrot verir ve anot iletken tabakadan elektrot çeker. (Aslında bu anodun iletken tabakaya boşluk (hole) vermesiyle aynı şeydir.)

26. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

27. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • Kısa bir zaman sonra yayıcı tabaka negatif yüklü elektronlar açısından zenginleşecek ve iletken tabakada da pozitif yüklü boşluklar (hole) artacaktır. • Zıt yüklerin doğal eğilimi nedeniyle bu ikisi birbirlerini çekecektir.

28. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • Organik yarıiletkenlerde inorganik yarıiletkenlere göre tam ters bir durumla boşlukların hareketi elektronların hareketinden fazladır. • Bu yüzden, iki yük birbirlerine doğru hareket ederken rekombinasyonları yayıcı tabakada görülür. • Bu rekombinasyona bağlı olarak elektronların enerji seviyelerinde bir azalma oluşur ve bu azalma radyasyon yayılımı ile görünür bölgedeki frekans dağılımı tarafından karakterize edilir.

29. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

30. ÇALIŞMA PRENSİPLERİ • Anot katoda göre negatif potansiyele koyulursa aygıt çalışmaz. • Çünkü bu durumda anot boşlukları katotsa elektronları kendine çekecektir. • Bu yüzden de elektron ve boşluklar birbirinden uzaklaşacak ve rekombinasyon gerçekleşmeyecektir.

31. OLED ÇEŞİTLERİ

32. 1- Pasif Matrix Oled (PMOLED) • Katot şeritlere organik tabakalara ve anot şeritlerine sahiptir. • Anot şeritler katot şeritlere dikey ayarlanır. Katot ve anodun kesişme noktası, ışığın yayıldığı yer olan pikselleri meydana getirir. • Dışardan gelen devre hangi piksellerin açık kalacağını ve hangi piksellerin kapalı kalacağını belirleyerek seçilmiş olan anot ve katot şeritlerini akıma katar.

33. 1- Pasif Matrix Oled (PMOLED) • PMOLED lerin yapılması kolaydır. Ancak OLEDlerin diğer çeşitlerinden daha fazla enerji tüketirler. • bunun temel sebebi dış devre için gerekli olan güçtür. PMOLED ler en çok yazı ve şekillerde verimlidir. • Daha çok mp3 oynatıcı, PDA lar ve cep telefonları gibi küçük ekranlı aletlerde kullanılır.

34. 2- Aktif Matrix Oled (AMOLED) • İnce film transistor düzenlemesine sahiptir. • Bu düzenleme hangi piksellerin görüntü vermek için açık kalacağını belirleyen devredir. • AMOLED ler PMOLED lerden daha az güç tüketirler. Çünkü ince film transistor sergisi dışarıdan gelen devreden daha az güç gerektirir. Bu yüzden onlar büyük görüntüler için verimlidir.

35. 2- Aktif Matrix Oled (AMOLED) • Büyük görüntüler için verimlidir. • AMOLED ler aynı zamanda video için uyumlu daha hızlı canlandırma oranına sahiptir. AMOLED lerin en iyi kullanımı bilgisayar ekranlarında, dev ekran televizyonlarda, elektronik işaret ve reklam panolarındadır.

36. İLGİLİ TEKNOLOJİLER

37. İLGİLİ TEKNOLOJİLER • PLED Teknolojisi: Polymer Light Emitting Diode (Polimer Işık Yayıcı Diyot) • TOLED Teknolojisi: Transparent Organic Light-Emitting Device (Şeffaf Organik Işık Yayıcı Aygıt) • SOLED Teknolojisi: Stacked Organic Light-Emitting Device (Yığın Işık Yayan Diyot)

38. PLED Teknolojisi • Polimer Işık-yayıcı diyotlar (PLED) yapılarında üzerinden elektrik akımı aktığında çevresine ışık yayan electroluminescent iletken polimerini barındırırlar. • Bu yapı Cambridge Display Technologytarafından geliştirilmiş olup, aynı zamanda Işık-yayıcı-polimerler olarak da bilinir (LEP).

39. PLED Teknolojisi • Bu yapı, ince bir film olarak kullanılmaktadır. Bu sayede çok düşük güçlerle de tam spektrumda ışık yayabilirler. • Yapı kullanılırken herhangi bir şekilde bir vakum oluşturulmasına gerek yoktur, zira ışık yayıcı materyal substrata inkjet yazıcıların kullandığı tekniğe benzer bir şekilde eklenir.

40. PLED Teknolojisi • Substrat PET gibi esnek ve ucuz malzemelerden seçilebilir. Bu sayede, esnek PLED yapıları ucuza mal edilebilir. • PLED‘ in yapısında kullanılan tipik yapılara örnek olarak, poly(p-phenylene vinylene) ve poly (fluorene) türevleri gösterilebilir. • Substrata yapıların eklenmesi sırasında bu polimerlerin dış bağlarının yerleşimi yayılan ışığın dağılımını etkiler. Ayrıca söz konusu PLED‘ in yaydığı ışığın kararlılığı ve çözünürlüğü üzerinde de etkileri mevcuttur.

41. TOLED Teknolojisi • Bu yapılar sadece-üst-uçtan, sadece-alt-uçtan ve hem-alt-hem-üst-uçtan olmak üzere üç şekilde ışıyabilecek şekilde tasarlanmışlardır. • Bu sayede kontrastı artırarak, yoğun günışığında ışığın görünürlüğünü sağlar.

42. SOLED Teknolojisi • Bu yapılar LCD ve CRT‘ de görülen değişik ışık tayflarının yan yana dizilmesinden ziyade, temel renkler olan kırmızı, yeşil ve mavi ışığı bir arada verebilecek alt-piksel yapıların bir araya getirilmesi ile oluşturulmuştur. •  Bu çözünürlüğü arttırırken, görüntü kalitesini oldukça iyileştirir...

43. OLED’ de Kullanılan Malzemeler • Genelde anot malzemesi olarak indiyum kalay oksit kullanılmaktadır. • Bu malzeme görünür ışıkta şeffaf olup boşlukların polimer tabakasına geçişini arttıran yüksek çalışma fonksiyonuna (high work function) sahiptir. • Metaller, örneğin alüminyum ve kalsiyum elektrotların polimer tabakaya geçişini artıran düşük çalışma fonksiyonuna (low work function) sahip olmalarından dolayı yaygın olarak katot olarak kullanılırlar.

44. KULLANIM ALANLARI • OLED’ler bize katlanabilen bir gelecek vaat ediyor. LCD’lerden daha yüksek bir dikey tazeleme oranıyla işleyen OLED’ler, gözü yormayan yepyeni “incecik ekranlar” anlamına geliyor. Örneğin, uçakta dokunmatik ekranı dizinize serer ve film izlersiniz! Bu yeni bilgisayarların sadece kalın ekranlara değil, kablolara da ihtiyacı kalmayacak! • Bu yeni aydınlatma yöntemi sayesinde esnek televizyon ekranları, ışıklı duvarlar ya da camlar, gerçek anlamda elektronik gazeteler üretilebilecek...

45. KULLANIM ALANLARI

46. AVANTAJLARI

47. AVANTAJLARI • Sıvı kristal ekranlardan daha parlak bir görüntü sunan OLED’ler, daha ince ve çok daha az enerji harcıyor. • İki narin cam plaka arasına sıvı kristali sandviç yapmak gerekmediğinden çok daha sağlam.

48. AVANTAJLARI • Tahminlerin aksine, seri üretime geçilmesi halinde, çok ucuza mal edilebilecek olan OLED’lerin en büyük avantajı, şehir elektriğine ihtiyaç duymayacak kadar düşük enerji kaynakları ile çalışabilmesi. • Elektrik kesildiğinde, OLED’leri yakmak için küçük bir jeneratör yeterli oluyor • OLED’ler hem daha ucuz oldukları hem de günlük yaşamımızda kullandığımız düşük tüketimli lambalardan daha üstün bir performans sergiledikleri için evlerde önemli bir elektrik tasarrufu sağlayabilecekler. Ancak OLED’lerin özelliği yalnızca enerji tasarrufu da değil. Bunlar herhangi bir yüzeyi tam anlamıyla ışıklandırabiliyorlar! Bu da ampul ve neona dayanan kent aydınlatmalarında devrim yaratabilir.

49. GELECEK !!! • Amerikan ordusu, Arizona Devlet Üniversitesi’ne 50 milyon dolarlık bir Ar-Ge bütçesi yarattı ve karşılığında bukalemun gibi renk değiştiren askeri kamuflajlar bekliyor! • OLED’ler bize katlanabilen bir gelecek vaat ediyor. LCD’lerden daha yüksek bir dikey tazeleme oranıyla işleyen OLED’ler, gözü yormayan yepyeni “incecik ekranlar” anlamına geliyor. Örneğin, uçakta dokunmatik ekranı dizinize serer ve film izlersiniz! Bu yeni bilgisayarların sadece kalın ekranlara değil, kablolara da ihtiyacı kalmayacak!

50. GELECEK !!! • Bilgisayar ekranlarının yanı sıra, işlemcileri de esnetebilir miyiz? Dünyanın önde gelen elektronik devre şirketleri artık buna yönelik çalışmalar yapıyor. • Tümüyle esnek bir bilgisayarın sırrı, elektronik devreleri plastik filme basmakta yatıyor. İşlemcileri kâğıt gibi basabilmek, bilgisayarların daha da yaygınlaşması anlamına geliyor. Bunlara, son kullanma tarihini geçen besinler için renk değiştiren ambalajlar, ölçüsüzce kullanıldığını doktora haber veren ilaç kutuları ve elbise niyetine giyilen bilgisayarlar da dahil…