Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 1
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Aplicações
OLEDsNão concordo com o acordo ortográfico
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 2
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Iluminação!.....O Espectro Electromagnético
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3
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Raios Gama
Raios X
Ultra-Violetas Infra-vermelhos Micro-Ondas Ondas Rádio
Ondas longas.Baixa Frequência.
Baixa energia.
Ondas curtas.Alta Frequência.
Alta energia.
Iluminação!.....A luz visível
Azul Verde Vermelho
Luz Visível
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 4
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PRODUÇÃO DE LUZ
termoradiação luminescência
natu
ral
artif
icia
l
Combustão Incandescência
Radiação de um corpo sólido
Chama
Lampião de gás
Lâmpada incandescente
Descarga no seio de um gás
Lâmpada de vapor metálico
Substâncias luminescentes
Placas de sinalização rodoviária
Iluminação!.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 5
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Estado excitado
Iluminação!.....
A luminescência, é a emissão de luz por uma substância quando submetida a algum tipo de estímulo, como luz, reação química, ou radiação ionizante, mas que não a temperatura(a emissão de luz causada por aumento da temperatura é chamada incandescência).
Luminescência
Diagrama de energia
Estado Normal
Uma partícula excitada (átomo ou molécula) só pode perder a sua energia extra, de poucas maneiras:
Gerando calor. Transferindo a energia para uma outra partícula. Ruptura. Luminescência: Emitindo luz.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 6
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Fosforescência: é a capacidade que uma espécie química tem de emitir luz, mesmo no escuro. Quando o material é exposto a luz ,devido a uma configuração especial de seus electrões, eles absorvem a energia da luz visível ou luz ultravioleta, os electrões dos átomos se excitam migrando para níveis de energia mais afastados do núcleo. Retirado a exposição à radiação, os electrões retornam lentamente aos níveis mais internos emitindo luz, fenómeno denominado fosforescência.
Tipos de luminescência por Mecanismo: Fluorescência: é um tipo de luminescência que é resultado da recombinação muito
rápido (micros segundos) de excitações simples. Ela desaparece rapidamente quando a fonte de excitação (luz ou da corrente eléctrica) é removida. Os seus electrões são promovidos de um nível de energia inferior para um nível mais externo , onde dizemos que o electrão se encontra em estado excitado. Ao retornar ao seu nível fundamental de energia o electrão emite a energia absorvida na forma de radiação visível. Assim, o fenómeno da fluorescência só perdura enquanto existir uma fonte de radiação. No caso da lâmpada fluorescente , há emissão de luz enquanto a tomada estiver ligada pois a corrente eléctrica é a fonte de energia e o material utilizado para recobrir o interior do tubo de vidro é o fósforo, responsável pela absorção da radiação ultravioleta emitida pelo mercúrio no interior do tubo e emissão da luz visível branca.
Iluminação!.....Luminescência
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 7
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FosforescênciaFluorescência
Iluminação!.....Luminescência
Emprega-se o termo fosforescência quando ocorre emissão retardada de luz ou brilho residual. São substâncias fosforescentes os sulfatos alcalinos e alcalino-terrosos e o sulfato de zinco. Essa distinção, no entanto, é imprecisa, já que depende da acuidade do detector utilizado, seja ele o olho humano ou um aparelho.
O fenómeno dividem-se em duas categorias:
A fluorescência é uma fotoluminescência que cessa no mesmo instante que a acção das radiações excitadoras.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 8
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Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
Fotoluminescência: é um processo no qual uma substância absorve fotões e, em seguida, re-irradia fotões.
Eletroluminescência: fenómeno óptico e eléctrico durante o qual um material emite luz em resposta a uma corrente eléctrica que o atravessa, ou a um forte campo eléctrico
Catodoluminescência: produzida por um bombardeio electrónico (utilizada no osciloscópio catódico.
Quimioluminescência: que acompanha certas reacções químicas.
Outros mecanismosRadioluminescência: excitação por radiação (alfa, beta).Sonoluminescência: excitação por som (colapso de uma bolha).Bioluminescência: excitação por actividades celulares.Triboluminescência: excitação por quebra das ligações de um material.
Na era da iluminação eléctrica, os mecanismos dominantes são a fotoluminescência e a electroluminiscência.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 9
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Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
FotoluminescênciaFotoluminescência: parte da luz que incide na matéria reflecte-se e outra parte absorve-se. A luz irradiada por fotoluminescência tem, em regra, um comprimento de onda maior do que a luz que causou a luminescência, produzindo um dos dois tipos de fenómenos ópticos: fluorescência ou fosforescência.
Fósforo
Lâmpada Fluorescente
Luz branca. Usa fósforos de terras-raras: E.g., Tb, Ce:LaPO4 , Eu:Y2 O3
A espécie emissora está excitada por fotões de alta energia.
Fluorescência
Fosforescência.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 10
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Elementos de terras-raras
Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
Fotoluminescência
As terras-raras são um grupo selecto de 17 elementos químicos de relativa abundância na crosta terrestre (com concentração variando entre 68ppm para o Cério e 0,5ppm para o Túlio e lutécio) considerados raros pela dificuldade da sua separação (já que ocorrem em vários minérios de composições distintas). Apenas o lantânio, que é muito instável, não é visto nestas terras – embora se classifique como tal.
TerrasRaras
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 11
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Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
Eletroluminescência
Eletroluminescência: fenómeno óptico e eléctrico durante o qual um material emite luz em resposta a uma corrente eléctrica que o atravessa, ou a um forte campo eléctrico.
LED de junção PN
LED de alto brilho actual
LED de conversão a fósforo
Blue LED + yellow-green phosphor (Ce:Y3 Al5 O12 )
OLED
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 12
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Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
Catodoluminescência:
Nesta técnica utiliza-se um cátodo de uma válvula Electrónica ou de um rectificador de vazio que, ao ser aquecido pela passagem de uma corrente eléctrica, é excitado emitindo Electrões. Os cátodos incandescentes são geralmente tubos de metal revestidos com óxido de bário e são conduzidos à incandescência através de um filamento resistivo localizado no seu interior.
A catodoluminescência:ocorre quando a energia excitadora provém dos Electrões (bombardeamento de electrões).
RGB phosphors:Y2 O2 S:Eu+Fe2 O3
ZnS:Cu,AlZnS:Ag+Co-on-Al2 O3
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 13
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Iluminação!.....Diferentes tipos de Luminescência
Quimioluminescência:Quimioluminescência: é a emissão de luz, não
acompanhada da emissão de calor, em consequência de uma reacção química.
Bioluminescência:Bioluminescência: é o processo de emissão de luz
fria e visível por organismos vivos com função de comunicação biológica. A produção da luminescência ocorre por meio de uma reacção química altamente exotérmica em que a oxidação de uma molécula orgânica chamada de luciferina libera energia na forma de luz visível. Essa reacção é catalisada por enzimas com alto ΦQL chamadas de luciferases. Trata-se de uma forma de ocorrência natural de quimioluminescência, em que a energia resultante de uma reacção química é lançada sob a forma de emissão de luz.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 14
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AS e AR = Áreas como uma emissão fracção do comprimento de onda de uma substância de amostra e um composto de referência correspondente.
aS e aR = Absorção óptica de uma substância de amostra e um composto de referência correspondente.
nS e nR = Índices de refracção de uma substância de amostra e um composto de referência correspondente.
PL eficiência quântica de uma nova substância (amostra)(ηPL(S)) pode ser determinada através da medição da sua região de emissão, absorção óptica, e índice de refracção, seguido de comparação dos dados com a de um composto de referência (ηPL(R)) com eficiência quântica conhecida PL(equação 2).
Eficiência OLED: Eficiência fotoluminescente quântica (ηPL)
Iluminação!.....
A eficiência quântica foto luminescente (ηPL) é uma propriedade de um material luminescente e é o # de fotões emitidos / # fotões absorvidos. Pode ser determinada pelo produto da eficiência de foto excitação(γPL) e a razão entre índices radiativos (kR) e não-radiativos (kNR) ou seja a emissão pelas excitações geradas (equação 1). Também pode ser definida como uma função do tempo de vida de luminescência (τPL) e a chamada vida radiativa natural (τR) (tempo de vida de luminescência, na ausência de decaimento não-radiativos).
R
PLPL
NRR
RPLPL KK
Κ ..
R
S
S
R
R
SRPLSPL n
nAA ...)()(
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 15
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ηELint = Internal quantum efficiency of electroluminescence.´ηELext = External quantum efficiency of electroluminescence.γEL = Electroexcitation efficiency.ηr = Efficiency (probability) of the formation of singlet excitons.ηPL = PL quantum efficiency of a material.α = Light output coupling factor = 1/(2n2), where n = refractive index.bI = carrier balance in the emission layer.
Eficiência OLED: Eficiência Electroluminescente quântica (ηEL)
Iluminação!.....
A Eficiência quântica eletroluminescente (ηEL) subdivide-se em Eficiência quântica interna (ηELint) e Eficiência quântica externa (ηELext). Enquanto que a primeira é normalmente propriedade do material, a segunda é uma propriedade do dispositivo electroluminescente posterior, normalmente um LED ou OLED.
PLrELELint
eUhvbext IELEL
PLrELELext
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 16
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A iluminação é um dos factores de maior relevância no que toca ao consumo de energia eléctrica…Cerca de 25% da electricidade, é consumida em iluminação doméstica/industrial/Pública…
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Iluminação!.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 17
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2009: http://www.energylab.es
% da Energia eléctrica dedicada á iluminaçãoSectores
Escritórios 50%
Hospitais 20-30%
Industria 15%
Escolas 10-15%
Comércio 15-70%
Hotéis 25-50%
Residencial 10-15%
Sector Residencial
Sector IndustrialIluminação
15%
Outros 85%
Iluminação 21%
Refrigeração 19%
Outros 25%
Sector Terciário
Iluminação 13%
Refrigeração 5% Outros
3%Electrodomésticos 5%
Cozinha 10%
Aquecimento 36%
Informática 1%
ACS 27%
ACS 11%
Aquecimento 36%
Iluminação!.....
Para um desenvolvimento sustentável e em paz com o meio ambiente, há que diminuir estas percentagens por meios mais eficientes e sem materiais tóxicos, e recicláveis…
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 18
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A lâmpada de vapor de sódio de baixa pressão que emite luz num comprimento de onda próximo, permitiria um máximo possível de rendimento de 520 lm/W. Se pretendermos que consiga um índice de restituição de cores óptimo (CRI), pode obter-se 230 lm/W, no caso da conversão total da energia eléctrica em radiação.
Se fosse possível converter completamente a energia eléctrica em radiação com um comprimento de onda ao qual a vista é sensível de modo óptimo, resultaria um rendimento luminoso de 680 lm/W.
Nos melhores casos consegue atingir-se aproximadamente 40% do valor teórico máximo, sendo os restantes 60% dispendidos essencialmente em calor.. Nos LEDs, em experiências de laboratório, conseguem-se actualmente cerca de 189 lm/w, embora comercialmente ande por volta dos 100 a 130 lm/w, pelo que ainda há muito campo de investigação pela frente….
Quanto aos OLEDs, numa fase de produção e abertura no mercado de TVs e Monitores, para 2013, estão também a sair da fase experimental, iniciando-se a comercialização a partir de 2013 para o ramo de iluminação, ainda com um rendimento, relativamente baixo, (100 lm/w) mas dadas as características dos OLEDs e as investigações em curso, são consideradas muito promissoras…
Iluminação!.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 19
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Iluminação!.....
4ª Geração3ª Geração2ª Geração1ª Geração
A evolução na iluminação
4ª- Geração: SSL: Solid state Light.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 20
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Iluminação!.....
As CFLs são uma opção transitória para o ambiente!... O futuro serão LEDs/OLEDs!...
Diodos emissores de luz (LEDs) são dispositivos electrónicos que produzem luz em sólidos
inorgânicos (LED) ou materiais orgânicos (OLEDs) por meio de Eletroluminescência sob a acção de corrente eléctrica ou campo eléctrico.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 21
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Iluminação!.....
Iluminação de estado sólido é cada vez mais usada numa grande variedade de aplicações de iluminação, pois oferece muitos benefícios, tais como:
Longa Duração - Os LED/OLEDs podem fornecer 50.000 horas ou mais de vida, o que pode reduzir os custos de manutenção. Em comparação, uma lâmpada incandescente que dura aproximadamente 1.000 horas.
Economia de energia - os melhores LEDs brancos comerciais usados em sistemas de iluminação, fornecem três vezes mais eficácia luminosa (lúmenes por watt) do que a iluminação incandescente. LED/OLEDs coloridos são especialmente vantajosos para aplicações de iluminação de cor, porque os filtros não são necessários.
Melhor qualidade de luz – LED/OLEDs têm uma radiação ultravioleta e infravermelha mínima.
Intrinsecamente seguro – Os sistemas LED/OLED são de baixa tensão e geralmente frio ao toque .
Sólid State Lighting (SSL)
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 22
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Candeeiros menores, flexíveis - O pequeno tamanho de LED/OLEDs torna útil para a iluminação de espaços apertados e para a criação de aplicativos exclusivos.
Durável – Os LED/OLEDs não têm nenhum filamento para quebrar e podem resistir a vibrações. No caso de OLEDs pode ser flexíveis, transparentes e multicolores numa só aplicação . Os Sistemas de iluminação LED já provaram ser muito eficazes em aplicações de indicadores em que a visibilidade, brilho e longa duração, são importantes, como em sinais de saída e sinais de trânsito.
Novos usos para LED/OLEDs no mercado de iluminação geral incluem iluminação de pequenas áreas, iluminação de estantes, iluminação decorativa, caminhos e marcação, de passagens, e parques de estacionamento, iluminação pública da área etc., Á medida que os LED/OLEDs brancos se tornarem mais eficazes, mais aplicações de iluminação geral, talvez com paredes inteiras e tectos e janelas, tornando-se parte do sistema de iluminação.
Sólid State Lighting (SSL) (Cont.)
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 23
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Organic Light Emitting Diodes
– Organic Light-Emitting Diode: ou diodo orgânico emissor de luz é uma tecnologia criada pela Kodak em 1980 e que promete monitores planos muito mais finos, leves e baratos que os actuais ecrãs de LCD. A ideia é usar diodos orgânicos, compostos por moléculas de carbono que emitem luz ao receberem uma carga eléctrica (electroluminiscência). A vantagem é que ao contrário dos diodos tradicionais, essas moléculas podem ser directamente aplicadas sobre a superfície duma tela, usando um método de impressão. Acrescentados os filamentos metálicos que conduzem os impulsos eléctricos a cada célula, está pronta uma tela a um custo extremamente baixo!...Neste trabalho vamos estudar a aplicabilidade dos OLEDs em displays e em iluminação, isto é,
como fontes luminosas!...
Displays.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 24
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OLED é um dispositivo electrónico conseguido pela colocação de uma série de películas orgânicas entre dois condutores. Quando a corrente eléctrica é aplicada, uma luz brilhante é emitida.
Um dispositivo de espessura de 100 a 500 manómetros, isto é cerca de 200 vezes mais fino que um cabelo humano.
Organic Light Emitting DiodesDisplays.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 25
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OLED é um dispositivo electrónico conseguido pela colocação de uma série de películas orgânicas entre dois condutores. Quando a corrente eléctrica é aplicada, uma luz brilhante é emitida.
Um dispositivo de espessura de 100 a 500 manómetros, isto é cerca de 200 vezes mais fino que um cabelo humano.
Organic Light Emitting Diodes
Possibilidade de substratos de grande área e flexíveis Grande variedade de Materiais. Baixo custo.
OLEDs não são apenas finos e eficientes - que também podem ser flexíveis (até enroláveis) e transparentes.
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Displays.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 26
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• Física similar aos LEDs, mas: Não cristalino. Não dopagem; usa cátodo / ânodo para fornecer as cargas necessárias.
Produção de luz por excitação de >Fluorescência / fosforescência .• Vantagens de fabrico
Materiais macios - muito maleáveis. Fácil sobreposição (crescimento). Camadas muito finas.
• Muitos materiais para escolher Facilmente manipuláveis para:
Para aumentar a eficiência.Para gerar as cores desejadasPara reduzir o custo.
• Materiais versáteis para a tecnologias do futuro.
Organic Light Emitting Diodes - OLEDsCaracterização dos OLEDs
Os OLEDs são feitos de materiais orgânicos (à base de carbono), que emitem luz quando percorridos por corrente eléctrica. Como os OLEDs não precisam de luz de fundo e filtros (ao contrário de telas LCD), eles são mais eficientes, mais simples de fazer, e muito mais finos. OLEDs têm uma grande qualidade de imagem - cores brilhantes, taxa de resposta rápida e amplo ângulo de visão.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 27
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História dos OLEDsA ocorrência de electroluminiscência em materiais orgânicos é conhecida desde os
anos de1950s, mas tem sido um longo caminho para desenvolver aplicações práticas, devido a problemas de intensidade, de luminescência, eficiência e vida útil.
O seu desenvolvimento ficou parado por alguns tempos, até que o em 1982 o Dr. Tang, trabalhando na Eastman-Kodak, fez seus avanços tecnológicos. O Dr. Tang e sua equipa conseguiram produzir uma luz de alta intensidade, por vários minutos, pela aplicação de uma tensão num dispositivo formado por películas de materiais orgânicos, sobre um eléctrodo.
A década de 1990 viu o desenvolvimento de uma série de tecnologias básicas que avançaram os OLEDs. Polímeros emissores de luz (P-OLED), as tecnologias foram desenvolvidas na Universidade de Cambridge em 1990.
Em 1993, o professor Junji Kido da Universidade de Yamagata, desenvolveu o primeiro painel OLED branco do mundo.
Em 1996 , a TDK desenvolveu Matriz Activa AMOLED. Cambridge Display Technology (CDT), uma empresa de risco, estabeleceu, como resultado da investigação da Universidade de Cambridge, continuar a desenvolver P-OLEDs.
Em 1999, a Pioneer lançou produtos com incorporação de Matriz Passiva - PMOLEDs.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 28
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História dos OLEDs (Cont.)
Em 2003 a Kodak e Mitsubishi Electric apresentaram câmaras digitais com Displays OLED.
Na primeira década do século 21, as empresas japonesas lideraram esforços para comercializar OLEDs. Em 2001, a NEC desenvolveu um aparelho FOMA utilizando um display de OLEDs.
Em 2007, a Sony começou a produzir aparelhos de TV com Displays OLED.
A partir da segunda metade da década passada, os fabricantes sul-coreanos e outros têm vindo a fazer avanços na fabricação de produtos práticos e comerciais OLED. A Samsung começou a produção em larga escala de pequenos painéis OLED através da subsidiária Samsung Mobile Display, para telas OLED.
Em 2013, a Samsung prevê começar a comercialização em larga escala de aparelho de TV OLED.
Em 2013, várias empresas prevêem começar a comercialização em escala de dispositivos de iluminação OLED…
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 29
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História dos OLEDsCaracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 30
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Displays
IluminaçãoGrande área.Novo design.Fino, flexível.
Poupança de energia.
Desempenho de imagem.A poupança de energia.
A tecnologia LCD.
OLED: Endereçamento a dois Mercados
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Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 31
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Espessura das Camadas: 100 – 200 nm
Metal do Cátodo Camada(s)
Orgânica(s)
ITO
Vidro
Luz
AL-contacto (-) Cátodo
Camada transporte electrões
Camada bloqueio lacunas
Camada(s) Emissora(s)
Camada bloqueio electrões
Camada transporte lacunas
ITO-contacto (+) Ânodo
Vidro
Organic Light Emitting DiodesOLED!... De pequenas Moléculas
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 32
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Tipos de OLEDs SMOLED: Small Molecule Organic Light Emitting Diode (Kodak). OLED: Organic Light Emitting Diode/Device/Display AMOLED: Active Matrix OLED. PMOLED: Passive Matrix OLED. TOLED: Transparent OLED PhOLED :Phosphorescent OLED. FOLED: Flexible OLED. WOLED :White OLED. SOLED: Stacked OLED. P-OLED: Polymer Organic Light Emitting Diode (CDT). RCOLED: Resonant Coloe Organic Light Emitting Diode.
Metal Cátodo
ETL- Camada transporte electrões
Emissores OrgânicosHTL- Camada transporte buracos
Ânodo (ITO)
Substrato (Vidro)
Organic Light Emitting Diodes
Estrutura Básica
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Embora as pequenas moléculas emitam luz brilhante, os cientistas tiveram de depositá-las sobre os substratos no vácuo (processo de fabricação chamado de deposição a vácuo.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 33
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2 a 10V
Saída de Luz
ITO - Ânodo
Vidro - Subtracto
HTL
Emissores Orgânicos
(EML)
ETLCátodo - Metal
OLEDs: Estrutura Básica
ETL - Electrons Transport Layer. HIL - Electrons Transport Layer.
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O OLED consiste de três camadas orgânicas ensanduichadas entre os eléctrodos. As camadas orgânicas adjacentes ao cátodo e ao ânodo, que são a camada de transporte de electrões (ETL) e da camada de transporte do “buracos ou lacunas” (HTL), respectivamente. Camada emissiva (EML) geralmente consiste em emissores de luz ou dopantes corantes dispersos num material hospedeiro adequado (muitas vezes o mesmo material da HTL ou da ETL).
EML - Emissive Layer.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 34
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A corrente eléctrica circula do cátodo para o ânodo através da camada orgânica, dando electrões para a camada emissora e removendo da camada condutora.
Cátodo Cátodo Cátodo
Ânodo
Electrão
Removendo electrões da camada condutora, deixa buracos que precisam de ser preenchidos com electrões na camada emissora.
Os buracos saltam para a camada emissora e recombinam-se com os electrões. Assim que os electrões caiem nos buracos, libertam energia extra sob a forma de luz (fotão).
OLEDs: Produção de Luz
Luz - Fotão
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 35
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HOMO (Banda de valência)
“Buracos”(+)
Electrões (-)
Camada Emissiva
ΔE=h/ (λc)
LUMO (Banda de condução)
OLEDs: Produção de Luz
Os OLEDs funcionam com materiais orgânicos (pequenas moléculas), que emitem luz quando percorridos por corrente eléctrica.
Electrões injectados pelo cátodo.Buracos ou lacunas injectados de ânodo.Transporte e recombinação activa de pares Electrão/Lacuna.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 36
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ETL
HTL
Ânodo (ITO)
Substrato
EML
EIL
Cátodo
HIL
Camadas Orgânicas
Substrato transparente ITO HIL HTL EML ETL EIL Cátodo
eee
bb
b
LUMO
HOMO
Luz
OLEDs: Estrutura Funcional
Cátodos
Substrato de vidro
Ânodo transparente
150 nm
LUZ Camadas Orgânicas
OLED: Diagrama de energia
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 37
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Substratos: Camadas depositadas a vácuo Encapsulamento:
Passivação
Metalização
ITO
Substrato - Vidro
Camadas Orgânicas
Metal - Cátodo
Ligação - Contacto
Cola
Dessecante
Vidro Exterior
OLEDs: Com encapsulamento.Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 38
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OLEDs: Produção de LuzCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
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Cátodo
ETL
EMLHTL
Ânodo
Substrato
OLEDs: Estrutura de funcionamento
ETL: Electron transport layer.
EML: Emissive layer. HTL: Hole transport layer. HIL: Hole injection layer.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
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Cát
odo
(~20
0FÅ
)
Cam
adas
Org
ânic
as(~
2000
Å)
ITO
(500
-300
0Å)
Vidr
o (.4
– 1
t)
hv
hv
PMOLED AMOLED OLED lighting
OVPD ( Metal & Organics)
hvITO
ITO
Cátodo
Ânodo
Contacto ITO/Cátodo
Cathode metal stripe (thin film)
SideWall – PR Cathode separator
Isolador (PR/PI)
PixelA
Multicamadas Orgânicas
Pixel
Separação
Corte Secção A
Cátodo
Pixel
Área TFT
Supply lineSignal line
Poly –Si TFT OLED Array
Organics
Cátodo
Emissor Orgânico
Emissor Orgânico
Emissor Orgânico
Ânodo
Gate - LinhasData - Colunas
Condensador(storage)
Thin FilmTransistor
Cátodo
Organics
LUZ
OLEDs: Gupos de OLEDsCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 41
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Vidro/CircuitosVidro/Circuitos
Vidro/Circuitos
Cátodo Eléctrodo de Metal
Camadas Orgânicas
Vidro/Circuitos
Cátodo Transparente
Camadas OrgânicasÂnodo -Eléctrodo de MetalÂnodo -Transparente
Top Emission OLED
Alto nível de brilho
Alto nível de brilhoAlto nível de cor (gama)
Estrutura multi-reflectora
A emissão passa através dos eléctrodos espaçadores, ligações TFTs, com ângulo de abertura limitado.
Bottom Emission OLED
OLEDs: Estruturas Bottom/TopCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 42
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Materiais de transporte buracos (lacunas)
Metal-ftalocianinas.Arilaminas, aminas de erupção.
Processados e depositados por evaporação térmica no vácuo.
Materiais de transporte electrões
Provavelmente o material mais importante nos OLEDs é Alq3. - Não só é um material emissivo, como é também transportador de electrões.
O Material de transporte de electrões mais recente é o ADN.
Aluminum oxinate
Alq3: Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium, Al(C9H6NO)3
OLEDs: Materiais -Pequenas Moléculas electroluminiscentes
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 43
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OLEDs: Materiais -Pequenas Moléculas electroluminiscentes Pequenas Moléculas Emissivas
Quilato de Metal, distyrylbenzene.Corantes fluorescentes.
Aluminum oxinate
Alq3: Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium, Al(C9H6NO)3
Distyrylarylenedistyrylarylenes: 4,4’-bis(2,2’-diphenylvinyl)-1,1’-biphenyl (DPVBi)
RubreneRubrene (5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene)
Green: Alq3Blue: DistyrylarylenesRed: Rubrene
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?sid=24868131
CorantesUsados para afinação de cor e estabilização.Rubrene: é usado para dopar Alq3 para
emissão amarelo.DCM IIDCJTBC545: é usado para estabilização da cor
verde.Perlene: é usado para estabilização da cor
azul.
São usados para dopar Alq3 para emissão vermelho.
C545Perlene
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 44
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OLEDs: Materiais - Eléctrodos
Ânodo: Indium-tin-oxide (ITO): 4.5-5.1 eVAu: 5.1 eVPt: 5.7 eV
Cátodo:Ca: 2.9 eVMg: 3.7 eVAl: 4.3 eVAg: 4.3 eVMg : Al alloysCa : Al Alloys
EIL, ETL: n-type materialsAlq3, PBD
HIL, HTL: p-type materialsNPB, TPD
EML: Fluorescent dyeDCM2Phosphorescent dyePtOEP, Ir(ppy)3
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 45
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OLEDs: Dopagens
Perlene
C545
Anfitrião + dopante
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 46
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A cor da emissão depende do semicondutor orgânico
Material Molecular Emissor de Luz
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 47
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Azul Verde VermelhoFluorescentes
Fosforescentes
Polímeros
Material Molecular Emissor de Luz
Moléculas de fraca interacção, significam que a fotofísica da película é controlada pela estrutura molecular como bloco de construção fundamental.
A Estrutura Molecular determina a Cor
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 48
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Luz
Tem um TFT de comutação em cada pixel.Pixel seleccionado permanece ligado até ao próximo ciclo de actualização
(pixéis são comutados e brilhar continuamente).Cátodo comum.Número ilimitado de linhas de endereço.
OLEDs: Matriz Activa - AMOLEDCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 49
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OLEDs: Matriz Activa - AMOLEDCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 50
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Ânodo
MatrizTFTs
Cátodo
Camadas Orgânicas
OLEDs: Matriz Activa - AMOLED
Camadas completas de cátodo, ânodo, e moléculas orgânicas.Matriz de TFTs sobre o ânodo.circuito interno para determinar quais pixéis devem ligar / desligar.Consome menos energia que os PMOLEDs.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 51
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Saída Corrente
Saída Corrente
Saída Corrente
Saída Corrente
Saída Corrente
Saída Corrente
Courtesy of Philips ElectronicsVarredura multiplexada linha a linha.A taxa de duração de abordagem é de 1/mux.Luminância do Pixel pulsado = mux pela luminância média.
• Se 64 linhas, então a luminância do pixel será de 6400 Cd/m2 (nits) para uma média de 100 Cd/m2.Número limitado de linhas de endereço
HomerAntoniadisl OLED ProductDevelopmentl - OSRAM
OLEDs: Matriz Passiva - PMOLEDCaracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 52
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Cátodo
Ânodo
Camadas Orgânicas
OLEDs: Matriz Passiva - PMOLED
A camada orgânica está entre tiras de cátodo e ânodo. - Funcionamento perpendicular.A luz é emitida na intersecção (pixéis).Fácil de fabricar, mas maior consumo de energia.Circuito externo activa pixéis ON/OFF.Usado em telas de 1-3 polegadas e displays alfanuméricos.Actualmente ultrapassado e pouco usado.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 53
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PMOLED vs AMOLEDCada pixel está “ON” durante um
ciclo completo de varrimento (não por impulsos como nos PMOLED).
-Melhor estabilidade de operaçãoPodem resultar pequenos defeitos
nos pixéis apagados. circuitos da AM impedem o cross-talk.
-Menores impulsos de corrente e menores capacitâncias permitem telas muito maiores.
Não-uniformidades nos backplanes LTPS resultam em não-uniformidades nas telas.
-Elevado custo de produção associado com o substrato AM.Low temperature polycrystalline silicon (LTPS)
Requer padronização cátodo.- Impulsos de corrente elevada.
Número de linhas limitado a <240.- Pixel em curto resulta em cross-talk ou linha defeituosa.
Problemas significativos de capacitância.-Estrutura / fabricação simples.Custo de fabrico/mercado muito mais
baixos comparados com AMOLEDs.
OLEDs : Matriz Passiva vs Matriz Activa
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 54
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Cátodo Camada Emissora
ÂnodoSubstrato
opaco
Camada Condutora
OLEDs: Top-Emiting OLED - TOLEDContrariamente á estrutura convencional de um OLED , os top-emitting OLEDs podem ser
fabricados tanto com substratos transparentes como com substratos opacos. Uma importante aplicação de dispositivos com esta estrutura é a integração monolítica com TFTs de silício policristalino ou amorfo, usados nos displays de matrizes activas. A estrutura do “top emitting OLED” aumenta essa flexibilidade de integração. Podem ser usados em displays em “Smart Cards” e Aplicações de fibras ópticas.
Substrato não transparente ou reflector.Cátodo transparente.Usado com dispositivo de matriz activa.Smart-Cards displays.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 55
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OLEDs: Transparent OLED - TOLED
Cátodo
Ânodo Substrato transparente
Camada Emissor
aCamada Condutora
Cátodo e ânodo de substrato transparente. Emissão de luz Bidireccional.Matriz passiva ou activa.Para displays de pára-brisas.Para telas de projecção transparente.Para óculos.
A tecnologia permite TOLED três características fundamentais que têm o potencial de criar uma série de oportunidades de novos produtos.
Transparência.Emissão de topo.Empilhamento (Stacking).
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 56
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OLEDs: Transparent OLED - TOLEDO OLEDs Transparentes (até 85%) só têm componentes transparentes (substrato, cátodo e
ânodo) e, quando desligados, são transparentes até 85%. Quando um display de OLEDs transparente é ligado, difunde luz em ambas as direcções. Podem ter matrizes activas ou passivas. Esta tecnologia pode ter aplicações em displays de capacetes, óculos, para-brisas auto…
A tecnologia TOLED ® baseia-se num contacto proprietário de topo, ou cátodo, que é opticamente transparente. Num OLED típico, o contacto com o fundo, ou do ânodo, é constituído por uma película transparente de óxido de metal e o contacto de topo é constituído por um metal reflector. Como resultado, quando a luz é gerada pelo OLED, é emitida através da superfície de fundo transparente. Os TOLEDs usam um cátodo superior, opticamente transparente, ou seja, os contactos superior e inferior permitem a transmissão de luz.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 57
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Eléctrodos transparentes
Emissão nos dois Lados
OLEDs: Transparent OLED - TOLED
TOLED
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 58
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Aplicações TOLED
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 59
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OLEDs: Stacking OLED - SOLED
Os SOLEDs usam uma arquitectura de pixel desenvolvida na UDC que empilha subpixéis (com os elementos vermelho, azul e verde) em cada pixel, na vertical, em vez de organizá-los lado a lado, como normalmente é feito.
LUZ
Encapsulador
Cátodo
3RGB (Stack)
Grade
Ânodo
TFTs
Substrato
TFTs (Passivation)
SOLEDs também oferecem vantagens potenciais, como demonstrado através de pesquisa recente, para painéis brancos de iluminação, de alta eficiência OLED. Com os SOLEDs, a emissão de branco pode ser facilmente ajustada de iluminação branca quente/fria (warm/cool) com um comando de ajuste. SOLEDs também detêm o mais alto valor de emissão luz e a melhor eficiência energética (100 l/w).
SOLED, (stacked organic light-emitting device) é uma tecnologia recente de displays, da Universal Display Corporation (UDC), que utiliza uma pilha de emissores orgânicos de luz transparentes (dispositivos TOLEDs), para melhorar a resolução e melhorar a qualidade das cores.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 60
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OLEDs: Flexible OLED - FOLEDNa tecnologia de displays, FOLED (dispositivo emissor de luz orgânico flexível) é um
dispositivo emissor de luz orgânico (OLED), construído num material de base flexível, tal como uma película de plástico transparente ou folha de metal reflector, em vez da base de vidro usual. O display FOLED pode ser enrolado, dobrado ou usado como parte de um computador enrolável. Os dispositivos são mais leves, mais duráveis e menos caros de produzir do que as tradicionais alternativas à base de vidro, e a sua produção em massa está prevista para 2013 (Samsung).
PlásticoTântalo (O5)
Ouro
AlumínioCamadas Orgânicas
OLED
Transparent protective film
Protective film
A tecnologia FOLED pode ser usada para realizar fontes de luz e telas flexíveis. Os principais desafios são a realização de eléctrodos flexíveis e transparentes, bem como a encapsulação em relação ao ar e ao vapor de água. Actualmente, investigam-se processos de encapsulamento de OLEDs em folhas de polímeros flexíveis, empregando a deposição de polímeros através de fase gasosa.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 61
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OLEDs: Flexible OLED - FOLEDFolha metálica flexível ou de substrato de
plástico leve e durável.Mais fino e leve.Robustez.Formável.Mais durável e resistente, ao impacto.Displays inquebráveis.Vestuário OLED.
A tecnologia FOLED oferece novas características e desempenhos, que podem permitir uma variedade de oportunidades de novos produtos em displays, iluminação e outros…
Roll Printing
Digital Printing
Screen Printing
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 62
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Oportunidade para substratos de plástico
Flex.Display -OLED -LCD
Digital Paper -E-paper -Postage
Lighting -General lighting -Back lighting
Solar Cell (PV) -Thin Film PV
Barrier Plastic Film
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 63
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OLEDs: Flexible OLED - FOLED
dupont kodak
Substrato de plástico flexível: Ecrã flexível enrolável
Vantagens Mais robusto.Menor peso.Mais compacto.Flexível.Conformável.Compatível com processo roll-to-roll
Desvantagens Processamento a baixas temperaturas. Baixa estabilidade térmica. Rugosidade superficial. Susceptíveis aos produtos químicos.
Displays em plásticoPolímero (plástico) Comparado ao substrato de vidro
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 64
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LUZ
Substrato
Ânodo
HIL
HTL
EML(Host and Pholed emitter)
Camada de bloqueio (BL)
ETL
Cátodo
OLEDs: Phosphorescent OLED - PHOLEDO OLED fosforescente - PHOLED é o OLED
que tem até quatro vezes maior eficiência do que um OLED fluorescente convencional.
A tecnologia PHOLED foi originalmente desenvolvida como uma tecnologia de display para uso em telefones móveis, e para aplicações gerais de iluminação.
Fontes iluminação, baseadas em PHOLED tais como paredes brilhantes, são esperadas para oferecer alternativas económicas e energeticamente eficientes para iluminação habitacional, industrial e arquitectural.
Consumindo menos energia do que os LCDs combinado com as cores intensas da tecnologia OLED, PHOLEDs estão permitindo aos OLEDs para se tornar a tecnologia de displays dominante no século 21.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 65
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Top OLED
Middle TOLED
Bottom TOLED
Color Tunable OLED
Color Tunable OLED
Color Tunable OLED
3 Full Color SOLED Pixels
1μm
50μm - 1cm VT
VM
VB
O brilho é controlado pela manipulação da corrente através da pilha. De acordo com a UDC, a sua tecnologia de SOLED permite uma melhoria de três vezes na resolução e melhor qualidade de cor sobre monitores CRT e LCD. A empresa espera que SOLEDs possam no futuro permitir dispositivos de alta resolução na Web …
OLEDs: Stacking OLED - SOLED
A cor do pixel pode ser ajustada através da variação das correntes através dos três elementos de cor e a escala de cinza pode ser ajustada por modulação de largura de impulso (PWM).
Dentro de um visor de SOLEDs, cada sub-elemento de pixel pode ser controlado de forma independente.
Mas ao empilhar OLED aparecem efeitos indesejáveis que alteram a cor (cavidades ressonantes), mas que podem ser diminuídas se se controlar devidamente a espessura do pixel…
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 66
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Nos anos recentes, a tecnologia OLED tem evoluído tanto, que chegámos ao ponto de antever que os OLEDs serão a próxima fonte de iluminação do estado sólido além das futuras aplicações em displays flexíveis a cores. OLEDs são uma nova e atractiva classe de fontes de iluminação no estado sólido, que irão abrir novas aplicações na vasta área que é a iluminação. Os OLEDs podem ser fontes de iluminação flexíveis, com cor controlável pelo utilizador e grande economia de energia.
OLEDs: Phosphorescent OLED - PHOLED
“Em 2008 previa-se uma durabilidade de 10.000 horas e uma eficiência de 50 lúmenes por Watt.. já vai em 100 l/w….”
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 67
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Substrato
Ânodo
Cátodo
LUZ
1-3 Camadas Orgânicas
OLEDs: White OLED - WOLED
UniversalWOLED™ white OLED
O OLED branco tem o potencial de atingir mais de 150 lm / W em iluminação. Nos últimos anos, têm-se feito grande progressos em direcção a esse objectivo. Em Junho de 2008 alcançou-se um marco importante de investigação de 102 lm / W em laboratório.
O trabalho recente tem-se concentrado em converter esses resultados de pequenos "pixéis" para a dimensão comercial. Para este fim, foi demonstrado recentemente um painel de 15 cm x 15 cm com eficácia de potência de> 60 lm / W.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 68
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Polímeros Emissores RGB
Desvantagens:Emissores têm que ser optimizados
separadamente (cátodo comum?).Envelhecimento diferente dos
emissores.Padronização dos emissores
necessárias.Problemas de abertura.
Vantagens: Eficiência energética. Boa cor. Custo de produção inferior. Tecnologia ITO madura.
Filtros de Cor - Emissor branco
Vantagens: Tecnologia de Bem conhecida
(LCD).Sem necessidade de padronização
do emissor.Sem problemas de abertura.Envelhecimento homogéneo do
emissor (?).
Desvantagens: Ineficiência energética devida filtros.Degradação do ITO nos filtros.Necessário emissor de branco
eficiente.
Color Changing Media(CCMs)
Vantagens:Envelhecimento homogéneo do
emissor (?). mais eficiente do que os filtros.Não necessita de modelação do
emissor.
Desvantagens:Degradação do ITO nos CCMs.Necessário emissor azul estável.Envelhecimento de CCMs.CCMs com litografia Standard.
OLEDs: White OLED – WOLED - Tecnologias de Full ColorCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 69
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OLEDs: - Tecnologias de Full ColorCaracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 70
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Converter por fósforo o verde e vermelho através de um emissor de azul.
Combinação de OLEDs monocromáticos.
Através da combinação de materiais que emitem cores diferentes - duas cores complementares.
OLEDs: White OLED – WOLED - OutrasTecnologias de CorCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 71
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OLEDs: White OLED – WOLED - OutrasTecnologias de CorCaracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 72
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HTL
Cátodo
ETL
Ânodos
Substrato
Vantagens Alta eficiência. Boa cor.
Desvantagens•Normalmente usa máscara sombra para padronização RGB (rendimento, custos, escalabilidade).
•Questões de Abertura (máscara de sombra).•Envelhecimento diferencial de RGB
Vantagens Camadas emissoras sem padrão. (no masks) Abertura não é afectada pelo padrão RGB.
Deriva de Branco de alta eficiência. Menos passos no processamento OLED.
Reduzido envelhecimento diferencial. (o branco é muito estável)
Desvantagens• A perda de eficiência
devido a absorção dos filtros.
• Gama controlada pelo espectro do branco
Camada Orgânica(Emissores)
Camada emissora
de Branco
RGB
W-RGB
Camadas Emissoras RGB (patterned)
Camada Emissora de Branco com Filtros RGB
White OLED – WOLED - Tecnologias de Padrão de Cores (bottom emitting)
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 73
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Camada Emissora de
Branco
W-RGBW
Camada Emissora de Branco com Filtros RGBW
Vantagens Camadas emissoras sem padrão. (no masks).
Alta eficiência do sub-pixel Branco, resulta numa significativa redução de consumo(uma grande parte do conteúdo de imagem contém branco).
Desvantagens• A perda de eficiência
devido a absorção dos filtros.
White OLED – WOLED - Tecnologias de Padrão de Cores (bottom emitting)
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 74
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74
Blue
Shown for NTSC colorsand D65 white.
74
Red
Green
White
R G B R G B WRGB - RGBW : Cores primárias
White OLED – WOLED - Tecnologias de Padrão de Cores (bottom emitting)
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 75
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RGB vs W-RGBWhite OLED – WOLED - Tecnologias de Padrão de Cores (bottom emitting)
A tecnologia TVs OLED actual, pode ser dividida em dois campos: RGB OLED e "White" OLED.
RGB OLED é semelhante à forma de trabalho das TVs de plasma, com subpixéis OLED separados, vermelho, verde e azul.
WOLED é bem diferente, e um pouco confuso no início. Os materiais OLED para vermelho, verde e azul, são prensados juntos. Quando alimentados, estes criam uma luz branca. Esta luz branca passa depois através de um filtro de cor, para criar os subpixéis vermelho, verde e azul.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 76
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Pilha WOLEDs (Stack) SimplesFluorescente
WOLEDFosforescente
WOLEDHíbrido WOLED
Estrutura EML
Pros MateriaisEstabilidade Eficiência
MateriaisEficiênciaEstabilidade
Const. Eficiência Material AzulEstabilidade
DesviosConcentração
Source: Hoseo University
White OLED – WOLED - Materiais para iluminação
Transferência de energia
Fluorescência
Fosforescência
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 77
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White OLED – WOLED - Aplicações
Full Color OLEDIluminação de Interiores LCDs Backlight
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 78
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White OLED – WOLED
Enquanto os LEDs inorgânicos, actualmente em desenvolvimento para aplicações de iluminação, também oferecem características atraentes, eles são geralmente considerados boas “fontes pontuais" de luzes enquanto os OLEDs são excelentes emissores difusos.
Os WOLEDs oferecem um conjunto de novos recursos de desempenho, que simplesmente não são possíveis com lâmpadas incandescentes ou fluorescentes.
Brilho, qualidade de cor uniformeLarga emissão espectral, Índice de reprodução de cor (CRI) de 80 ou mais facilmente alcançável, as temperaturas de cor podem variar do branco quente (warm) de lâmpadas incandescentes para o branco frio (cool) de lâmpadas fluorescentes e LEDs.Controlo de Cor e de Brilho
Arquitecturas inovadoras dos WOLEDs pode permitir ajuste personalizado de luz branca, permitindo a aparência de uma sala para ser mudada de “warm” para “cool” como desejado. Os níveis de brilho também podem ser ajustáveis, e ao contrário de iluminação fluorescente, torna-se ainda mais eficiente quando usado controlo “Dimming”.
Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 79
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White OLED – WOLED
Eficiência de alta potência Derivado da tecnologia da Universal Display de PHOLED de alta eficiência. Potencial para atingir> 150 lúmenes por Watt? Economias significativas de energia . Ajudar a reduzir o consumo de energia não-renováveis . Ajuda a diminuir as emissões de gases de efeito estufa
Factor de forma inovadoraExcelentes fontes de iluminação difusa; factor de forma muito mais fino e mais seguro do que os encontrados em volumosos e frágeis lâmpadas incandescentes e lâmpadas fluorescentes; Permite o desenvolvimento de uma série de novos produtos; Ultra-fino, leve e adaptável em plástico e outros substratos flexíveis; Pode também ser usado como janelas, fornecendo luz do sol durante o dia, e à noite iluminação, integrado com a tecnologia OLED transparente TOLED.Tecnologia amiga do ambiente
Economia de energia ajudando a reduzir a nossa dependência do petróleo estrangeiro e outros combustíveis não renováveis.
Reduz o impacto sobre o meio ambiente.Não contém substâncias perigosas e problemas de impacto ambiental.
Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 80
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Emite uma luz branca brilhante. Substitui as lâmpadas fluorescentes. Reduz o custo de energia para iluminação. Cor ajustável. Verdadeiras qualidades da cor. Luz de superfície.
Iluminação!.....White OLED – WOLED
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 81
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Novaled PIN OLED: Principio de Funcionamento
Iluminação!.....White OLED – PIN OLED
Os Buracos (ou lacunas) são injectados pelo o ânodo e transportados pela camada de transporte de buracos (dopado-p) p-HTL, para a camada emissiva EML.
Os electrões são injectados pelo cátodo, e transportados pela camada de transporte electrões (dopada-n), n-ETL.
A recombinação dos portadores de carga tem lugar na EML e a luz é emitida. Os materiais dopantes para a p-HTL e o n-ETL são proprietários da Novaled.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 82
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Novaled PIN OLED
Vantagens: Tensão de operação extremamente baixa.Alta eficiência em RGB e branco.Indicado para displays AM e PM.Estrutura de emissão de Top invertida.OLEDs transparentes, livres de metais alcalinos.Fácil integração em todos os substratos.
Iluminação!.....White OLED – PIN OLED
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 83
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Polímero OLED – P-OLEDDiodo emissor de luz de Polímero (orgânico). Esta tecnologia avançada, é baseado na
utilização de polímeros orgânicos que emitem luz, quando estimulados electricamente. P-OLEDs, por vezes, refere-se ao dispositivo de polímero do emissor de luz ou a display de polímero emissor de luz. P-OLEDs são usados principalmente em displays electrónicos e já estão a ser usados em futuros sistemas de iluminação.
Os P-OLEDs são uma forma de OLED Desenvolvida após SMOLEDs, e têm a grande vantagem de ser processáveis em solução, e podem, portanto, ser produzidos utilizando técnicas de impressão, tais como impressão de jacto de tinta ou impressão de rolo.
Substrato
SubstratoÂnodoHTL
CátodoEML
HTL: Hole transport layer.EML: Emissive layer.
Desde 1990, os pesquisadores têm usado polímeros de moléculas grandes para emitir luz. Polímeros podem ser menos onerosos e em folhas grandes, sendo mais adequados para monitores de tela grande. Polímeros têm moléculas maiores e, portanto, não podem ser depositados
termicamente. Em vez disso, são impressos a frio, através
de películas finas, sobre o substrato. Embora possua esta vantagem de fabricação,
em atmosfera ambiente, tem problemas de solvência no depósito de películas de camadas múltiplas.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 84
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Pequenas MoléculasSMOLED
PolímerosP-OLED
Cátodo - LiF/Al
ETL-Alq3
EML - Alq3 dopado
HTL - NPB
HIL - CuPcÂnodo - ITO
Substrato - Vidro
Estrutura de múltiplas camadas feitas por
deposição Térmica em vácuo
Cátodo - Ba, Ca/Al
EML - PPV, PF
HTL - PDOT, Pani
Ânodo - ITO
Substrato - Vidro
Estrutura de duas camadas feitas a partir de uma solução
OLEDs vs P-OLEDS: Estruturas de Pequenas Molécula e de Polímeros
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 85
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P-OLEDs: Estrutura
Epoxy
Substrato de Vidro
Ânodo
Camada de Polímero condutor
Cátodo
Camada de Polímero emissor
Vidro de cobertura
PIXEL
Cátodo (Ba, Ca/AI 2000 Å)
Camada de Polímero emissor— 800 Å
Camada de Polímero condutor— 1200 Å
Ânodo (ITO 1600 Å)
O cabelo humano é 200X mais espesso que as camadas OLED.
As cargas electrónicas (electrões e “buracos”) são injectadas e transportadas no polímero a partir dos eléctrodos: electrões do cátodo, e os "buracos" do ânodo.
Uma película amorfa do material P-OLED está ensanduichado entre dois eléctrodos que formam o ânodo e o cátodo num substrato transparente.
Os Electrões e buracos “atraem-se” um ao outro através da interacção electrostática. A recombinação radiativa de electrão com o “buraco” (lacuna), gera a produção de um fotão, cujo comprimento de onda, determina a cor da luz emitida e depende do nível de energia do “buraco” e do polímero utilizado.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 86
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CátodoPolímero Emissor
Ânodo
Polímero condutor
Os P-OLEDs funcionam com materiais orgânicos (polímeros), que emitem luz quando percorridos por corrente eléctrica.
Electrões injectados pelo cátodo.Buracos ou lacunas injectados de ânodo.Transporte e recombinação activa de pares Electrão/Lacuna
(buraco) no polímero emissor (emissivo).
b
ee
bb
P-OLED: Diagrama de energia
P-OLEDs: Produção de Luz
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 87
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P-OLEDs: Polímeros electroluminiscentes
Polímeros CondutoresPolianilina (PANI:PSS)Poly etilenodioxitiofeno (PDOT:PSS)
Polímeros EmissivosPolyphenylene vinileno (R-PPV).Polifluoreno (PFOs).Politiofenos (PTs)Processamento:Spin coating, Inkjet Printing, Roll-to-roll, web coating.
R-PPVPF
PANIPDOT PSS
PT
P3AT
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 88
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OLEDs : Fabricação - Pequenas moléculas
Início da fabricação: Deposição Térmica em vácuoPioneer 1997.TDK (Alpine, 2001).Samsung-NEC Mobile Display (SNMD) (2002).RiTdisplay (2003).Sanyo-Kodak (2003).
Cores disponíveis: R,G,B.Vida útil limitada para o azul (B).
Máscara de sombra permite padronização fácil para áreas de cor Apresenta desafios com escalabilidade e alto volume de
fabricação.
Desafios de Mascaramento sombra para cores (Full color)Elevada capacidade de produção e escalabilidade são um desafio
a vencer.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 89
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P –OLEDs : Vantagens do Processamento de uma solução
Menor custo de fabricaçãoMenos etapas de deposição a vácuo - custo de capital mais baixo.
Permite o uso de materiais mais vantajosos e escalabilidade (Inkjet printing).
Processamento de técnicas de soluçãoCompatível com as técnicas de impressão.
- Menor custo para cor (full color).
Escalável para substratos muito grandes (fabricação em larga escala).
Uma melhor integridade mecânica.
Compatível com processos de fabricação R2R para flexíveis.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 90
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ITO
OLEDs : Fabricação -Padronização de Pequenas Moléculas (Full color)
O padrão R,G,B, é definido por mascaras de sobra em vácuo.
Pequenas Moléculas são evaporadas termicamente em vácuo.
R MaskG MaskB Mask
Vantagens:– Alta uniformidade da película.– Há disponibilidade de equipamento de
vácuo. Desvantagens:
– Podem acumular-se camadas orgânicas nas paredes da câmara.
– Caro.
Evaporação térmica a vácuo (OVPD)
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 91
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Organic Vapour Phase Deposition (OVPD)
MFC: Mass Flow
Vantagens :– Alta uniformidade da película.– Consumo de material orgânico reduzido.– Não necessita de condições de alto vácuo.– Desvantagens:– Equipamento caro.
OLEDs : Fabricação -Padronização de Pequenas Moléculas (Full color)
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 92
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Front -end Deposition Deposition
Deposition Sealing Back -end
ITOTFT Backplane
HIL/HTLRGB
EML CathodeEIL/ETL
Sealing cover glass
OLEDs : Fabricação -Padronização de Pequenas Moléculas (Full color)
Fases da Evaporação térmica a vácuo
Source: Citi lnvestment Research and Analysis
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 93
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Gravação: Alinhamento de máscaras grandes sobre o substrato são um problema difícil; Problema crescimento na deposição com máscaras maiores e para resoluções mais altas.
Desperdício de material:Relativamente pouco do material evaporado fica depositado no display.
© 2008 E. I. du Pont de Nemours and Company.
Organic Vapour Phase Deposition (OVPD)OLEDs : Fabricação -Padronização de Pequenas Moléculas (Full color)Caracterização dos OLEDs
Problemas de contacto da máscara: A máscara de metal deve contactar directamente as camadas finas de película orgânica, criando danos potenciais ás partículas.
Máscaras devem ser periodicamentelimpas, inspeccionadas e substituídas devido á formação de material orgânico.
DistorçãoFalta de limpeza Estragos
Gravação
Partícula deteriorada
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 94
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Depósito e padrão do Ânodo (ITO)
Padrão das camadas de polímero (Primeiro a condutora, e depois a emissiva)
Métodos:Spin coating Ink Jet printingScreen printingWeb coating
Depósito e padrão em vácuo do cátodo : (Ba, Ca / AI)
P-OLEDs : Passos de fabricação
O processamento de OLEDs através de polímeros solúveis, usa uma combinação de processos de revestimento e de impressão que podem-se adaptar a um tamanho grande de vidro - um dos principais factores de redução de custo de fabricação na indústria de displays. Camadas não padronizados OLED podem ser depositadas utilizando tecnologia de revestimento existente ou depositar camadas de componentes solúveis utilizando uma impressora de alta velocidade especial, desenvolvida especificamente para a impressão de OLEDs.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 95
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P-OLEDs : Passos de fabricação
Caracterização dos OLEDs
Processo Solúvel Benefícios do processo solúvel: Custo inferior de material e de equipamentos. Escalável para maiores tamanhos.
Fabricação de baixo custo: O uso de materiais comuns em camadas baratas.
Aumento do rendimento e produtividade através da limitação do número de camadas padronizadas.
Não necessita de máscaras.
Equilíbrio entre o desempenho e custo: Camadas comuns optimizadas para
desempenho geral do painel, e não das cores individuais.
Encapsulamento
Deposição do Cátodo
Impressão de Solução
Revestimento Contínuo
Backplane
© 2010 DuPont
Electroluminiscência - Imagem dePixéis num Display
OLED
Vidro
Selo EpoxiAbsorvente
Material enchimento
OLEDStack EML
TFT BackplaneHILCamada Primária
Cátodo
Área Activa(Solúvel)
Área Inactiva(Non-Wetting)
Anfitrião / Emissorsolúvel
TFT Backplane
Camada (HIL)
Camada primáriaTFT Backplane
Área Activa
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 96
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Vantagem:– Solução para a deposição grande área.
Desvantagem:– A película depositada não é uniforme.
Inkjet PrintingP-OLEDs : Fabricação -Padronização (Full color)
BancoHidrofóbico
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 97
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Linhas impressas separadas por linhas (non-wetting)
Inkjet PrintingP-OLEDs : Fabricação -Padronização (Full color)
Caracterização dos OLEDs
Wetting lanes Non-wetting lanes
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 98
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P-OLEDs : Fabricação
P-OLEDs SMOLEDs
7 camadas depositadas: PDOT, intercamadas e RGB por InkJet Printig
Inkjet Printing
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 99
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Substrate
Polymer film
Spin coatingSpin Coating
P-OLEDs : Fabricação
No diodo emissor de luz de polímero orgânico de (P-OLED), a camada emissiva pode ser depositada pelo método de revestimento rotacional (Spin Coating). Ele pode ser revestido girar para (3,4 poli -dioxitiofeno-etileno), (polisulfonato-estireno) (PEDOT:PSS).
O material emissor de luz é a solução da base num solvente transportador volátil. O transportador evapora rapidamente durante o processo de Spin-Coating, deixando uma película uniforme em todo o substrato PEDOT/ PSS. Esta solução é a camada emissiva da porção activa para utilização em dispositivos electrónicos de multi-camadas orgânicas, em que a porção activa situa-se entre o ânodo e cátodo.
O revestimento Spin-Coating, é um meio de deposição de uma película fina, uniforme em toda a sua superfície sobre um substrato plano. O substrato é centrifugado a alta velocidade, num plano horizontal. O fluido é depositado, enquanto que o substrato está girando, e é transmitido através do substrato pela força centrífuga.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 100
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Spin CoatingP-OLEDs : Fabricação
Vantagens1. Método simples.2. Película fina até 100 nm.3. Funciona com Kits de OLEDs de Polymertronics.
Velocidade de rotação. Tempo de giro (volta).
A espessura da película sobre o substrato depende de cinco parâmetros chave:
Humedecimento da superfície do substrato.
Extracção de fumos. Temperatura
Uma desvantagem da técnica de revestimento rotacional é a incapacidade de Padronizar. Spin-coating cria um grande plano e único polímero emissor. Pixéis podem ser criados pela padronização do cátodo, no entanto todos os pixéis serão da mesma cor.
Um método simples de modificar o espectro de emissão é o de dissolver-se o polímero em diferentes concentrações e / ou em diferentes solventes. Uma vez que a concentração do polímero na solução é maior do que a concentração de sobreposição, as cadeias de polímero começam a interagir e agregam-se.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 101
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Screen PrintingP-OLEDs : Fabricação
“Serigrafia”:Elementos de impressão : TelaStencil.Rodo.Tinta (polímero);Mesa de impressão;Substrato.
O material de película base é esticado através de um quadro.A camada de transporte do buracos (HTL), é preparada utilizando uma solução de diamina,
policarbonato, e rubreno.Rodo é usado para limpar a solução através de malhas abertas. Película resultante cobre toda a superfície de ITO.A camada de transporte de electrões (ETL) e o cátodo são depositados por PVD.
Rodo
Tela
Substrato
Mesa
Caracterização dos OLEDs
As Impressoras típicas para esta aplicação utilizar uma cabeça de impressão rotativa, ou banco de cabeças de impressão de tal forma que a altura do bico da cabeça de impressão pode ser alinhado com o passo dos pixéis do painel. A tinta é normalmente impressa usando uma pressão positiva de azoto, num saco dentro dum frasco rígido, que liga a tinta à impressora. Uma válvula de agulha perfura a tampa e se insere na bolsa interna. A pressão positiva de azoto é aplicado à garrafa forçando o conteúdo da bolsa interior de tinta a ser impulsionado para cima através da agulha para dentro da impressora. A maior das impressoras actuais podem imprimir a 1 metro por segundo.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 102
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Screen PrintingP-OLEDs : Fabricação
Caracterização dos OLEDs
A Serigrafia (Screen printing) utiliza um ecrã com mascara para determinar o local onde a tinta vai ser depositada. Com a disponibilidade de delimitadores de impressão (flat beds) e máquinas rotativas, tem uma grande aplicação, porque pode imprimir em muitos tipos de superfícies e substratos e é compatível com uma ampla gama de viscosidades de tintas.
Estes são necessários para: Para a produção de interconexões entre OLEDs e fontes de energia;Para barramentos impressos para levar energia aos pixéis do OLED;Para fornecer condutores das linhas de controle para características únicas;Para proporcionar camadas isolantes onde for apropriado.
É apropriado para a impressão de camadas relativamente espessas, produzir condutores eléctricos e camadas dieléctricas.
Barras colectoras e os condutores de interligação podem ser formados a partir de tintas de prata ou de carbono. Tintas de prata têm maior condutividade enquanto o carbono é de um custo mais baixo. Barramentos e linhas de interconexão devem ser posicionados de modo a oferecerem os menores efeitos de sombreamento possível.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 103
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Screen PrintingP-OLEDs : Fabricação
Simples Baixo custo. Grande redução no uso de materiais, pois os materiais são apenas direccionados
para as áreas de impressão. Mais rápido do que a impressão a jacto de tinta. Mais versátil. Usado em displays de informação de baixa conteúdo, tais como logotipos e sinais.
Mas mais recentemente, com novos métodos, noutras aplicações mais sofisticadas….
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 104
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P-OLEDs : FabricaçãoLITI- Laser Induced Thermal Imaging
Monitores de tela plana que são baseados em OLEDs, têm cores muito brilhantes e coloridas, e são, ao mesmo tempo excepcionalmente finos. Eles actualmente são produzidos em massa utilizando uma técnica de precisão de padronização a máscara, mas esta tecnologia não pode escalada para tamanhos maiores por causa da distorção inevitável de máscaras maiores. O uso de OLEDs brancos e filtros de cores tem sido investigado, mas estes métodos têm problemas com o consumo de energia e com a impureza da cor.
Recentemente, demonstrou-se por esta técnica térmica, pode evitar estes problemas, usando “isoladores” para o dador, evitando o problema da instabilidade química e mecânica, e separando o dador e o substrato com espaçadores de definição de pixéis.
Outra alternativa é a indução por radiação de transferência térmica do material orgânico a partir de um dador para um substrato, mas até recentemente, esta abordagem tinha sido atormentada com problemas tais como o contacto entre o dador e o substrato, ou a instabilidade mecânica e química do dador.
Caracterização dos OLEDs
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 105
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Diagrama esquemático do processo de indução de imagem térmica a laser . O processo de evaporação foi feita sob vácuo. Todos os outros processos se processam em recipiente fechado com nitrogénio.
P-OLEDs : FabricaçãoLITI- Laser Induced Thermal Imaging
Evaporation under vacuum
Evaporation under vacuum
Projection Mask
Laser Beam
Imaging OpticLITI Process under Nitrogen
Lamination
De-LaminationPatterned EMLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119912003862
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 106
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P-OLEDs : FabricaçãoLITI- Etapas
O processo Liti inclue a deposição do material a ser padronizado (material de transferência) sobre uma película de dador especialmente concebido;
Um sistema de alinhamento óptico a laser, preciso, de para transferência de imagem de grande formato para o substrato (receptor); Laminação do dador sobre o substrato;
Padronização do material de transferência para o substrato por exposição selectiva do dador de material de transferência, para o receptor, à radiação laser:
Conversão radiação laser para calor é feita através de uma camada de conversão luz-calor (LTHC), que tipicamente utiliza carbono negro como corpo negro de absorção.
Para gerar uma padronização RGB OLED, o alinhamento óptico é realizado apenas uma vez, mas a laminação e a exposição tem de ser realizadas por, pelo menos, duas cores.
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 107
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P-OLEDs : FabricaçãoLITI- Laser Induced Thermal Imaging
Uma técnica de alta resolução, a de padronização digital a laser, com um grande número de potenciais aplicações, incluindo a padronização de provas de cor digitais, placas e películas; cor filtros LCD, matriz negra, e espaçadores; ânodos de display de emissão de campo (FED), filtros de realce de contraste e nanoemissores; fabricação de transistores de efeito de campo orgânico (OFET) , e emissores OLED, filtros de cor e filtros de conversão de cores.
Laser
Conductive Polymer
Light sensitivematerial
Plastic
Seung Hwan Ko and Costas P. Grigoropoulos
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 108
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P-OLEDs : Fabricação
LITI- Laser Induced Thermal Imaging
Caracterização dos OLEDs
Transferência de calor e evaporação das NPs.
Laser (selectivamente absorvido por NPS)
NPsReceptor
NPs
Ag NPsOLED
materialPadrão transferido
DadorVidro
Nd:YAG laser(532nm, 5 ns)
NPs- Nanopartículas
A selecção adequada do tamanho das nanopartículas, tamanho da distribuição, assim como o tipo de material, pode permitir que a energia do laser seja altamente eficiente através de acoplamento sintonizado para um pico de absorção. NPs de metais nobres, tais como Ag e Au, apresentam picos de absorção fortes na região de comprimento de onda visível, que normalmente não são observados nos materiais a granel, devido modos de oscilação de superfície plasmónica da condução de electrões nas nanopartículas.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 109
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P-OLEDs : FabricaçãoLITI- Pros e Cos
O processo também é sensível a partículas e contaminação do substrato (receptor em termos Liti) e as superfícies dos dadores. Isto coloca exigências restritas do dador, do substrato, e sobre o grau de limpeza da atmosfera de transferência.
A grande vantagens Liti sobre outros métodos de padronização inclue a sua aplicabilidade a um largo espectro de materiais OLED, com precisão de padronização tão elevada como (± 2-5 μm em comparação com ± 15-20 μm para as técnicas de Mascaras de sombra ou de jactos de tinta e técnicas);
A capacidade de padronizar estruturas de camadas múltiplas numa única etapa;
TACT TIME means the cycle time that a product moves from last station to the next station.
Escalabilidade , do processo para tamanhos grandes de vidro , e capacidade de cumprir os requisitos de tempo TACT;
É possível que a Liti apresente defeitos térmicas nos materiais OLED durante padronização, mas com o ajuste fino das condições do processo, da estrutura do dador e a composição do OLED, a ocorrência, de tais defeitos podem ser minimizados;
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 110
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Source: Hye-Dung Kim, SDI, 2010
LITILaser Induced Thermal
Imaging.
OLEDs : Processos Padronização mais utilizados
Ink-jet PrintingEvaporação térmica a vácuo(OPVD)
White filter MethodR2R Flex OLEDs -Printing solution (light applications)
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 111
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Items Evaporation (Shadow Mask *)
Ink-jet Printing LITI White+CF
Materials Small Molecule (SM) Polymer (LEP) LEP, SM, Hybrid Small Molecule (SM)
PositionAccuracy ± 15μm ± 10μm ± 2.5μm ± 2.5μm
Resolution ~200ppi ~200ppi ~400ppi ~400ppi
Material usage efficiency 10~20% 80~90% 20~30% 60~80%
Glass Sise 730mmx920mm 730mmx920mm 730mmx920mm 730mmx920mm
Price Very expensive Cheapest Medium Medium
Status In Production In development In development In development
Issues Large SiseTact time
Materials LifeTime Yield
Materials LifeTime Yield
Materials LifeTime Yield
Source: Hye-Dung Kim, SDI, 2010LITI-Laser Induced Thermal Imaging.
OLEDs : Processos de Padronização
(*) OPVD - Fine Metal Mask
Caracterização dos OLEDs
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 112
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Vantagens dos OLEDs
Tempo de resposta muito mais rápido.Consumo insignificante de energia. Display "True Black" picture. Maiores ângulos de visão.Display mais fino.Melhor relação brilho/contraste.Amigo do ambiente.Potencial de produção em massa a preços muito competitivos.OLEDs refresh rate quase1.000 vezes mais rápido que LCDs.
OLED Displays Vs. LCD e Plasma
Iluminação OLED Vs. Incandescente e Fluorescente
Maneira mais barata de criar fontes de luz flexíveis.Menor consumo.Melhor qualidade de luz (ie. não “Luz fria").Novos conceitos e designs para iluminação de interiores.
OLEDs vs LCD/PDPDisplays
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 113
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OLED Displays Vs. LCD e PlasmaCusto de fabrico elevado.Luminosidade degradante com o tempo.Contraste reduz com tempo de utilização.Facilmente desagradável com humidade.Disponibilidade limitada de mercado.
Não é tão fácil como mudar uma lâmpada…
Iluminação OLED Vs. Incandescente e Fluorescente
OLEDs vs LCD/PDP
Desvantagens dos OLEDs
Displays
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 114
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OLEDs vs LCD
LCD
OLED
Filtro de Cor
Cristal líquido
TFTs
Vidro
Vidro
TFTsOLEDs
O OLED, electronicamente, é semelhante ao antigo LED - colocando uma baixa tensão entre os terminais, eles acedem. Mas as semelhanças ficam-se por aí: em vez de serem feitos de metais semicondutores, os OLEDs são feitos de polímeros, plásticos ou outros compostos contendo carbono. Estes podem ser feitos muito mais baratos e transformados em dispositivos sem complicação todo e cara que vai com a fabricação de semicondutores.
Displays
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 115
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OLEDs vs LCD
Displays
Mais fino, mais leve e mais flexível;Substratos de plástico em vez de vidro;Alta resolução (tamanho do pixel <5μm) e rápida comutação (1-10μm);Não necessitam de luz de fundo (backlight), gera a própria luz. Fonte emissiva de baixa tensão, e de baixa potência;Design Robusto (substrato plástico); Tamanhos maiores de ecrãs;Mais brilhante, boa visibilidade á luz do dia;Maiores ângulos de visão 170 °.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 116
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• Actualmente, a iluminação OLED ainda é limitada a programas de demonstração e iluminação. decorativa / arquitectónica
• Futuro – 2 a 3 anos– Substituição das luminárias
fluorescentes.– Integração em tectos acústicos.– Competir coma a iluminação a
LEDs.
Source: Osram Opto
Source: Lumiotec
Source: Acuity Brands
Source: General Electric
Source: Lumiotec Source: Philips
Iluminação!.....
OLEDs – Mercado de Iluminação
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 117
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Como LEDs, os OLEDs são também sistemas ecológicos de iluminação que são mais eficientes do que os sistemas de iluminação existentes, na medida em que não emitem poluentes, como o mercúrio e tem alta eficiência. Os OLEDs também são considerados para virem a ser altamente comerciáveis como fontes de luz de superfície, que permitem que uma ampla gama de aplicações (iluminação transparente e flexível) com vários designs.
Assim, os materiais para aplicações de iluminação, têm especificações diferentes daquelas para as aplicações de visualização. (Ver tabela seguinte)
Iluminação!..... OLEDs – Mercado de Iluminação
Ao contrário dos displays de OLEDs, a iluminação OLED é usada para produzir luz, por isso tem uma estrutura em que as fontes de luz, de algumas a dezenas de mms de tamanho, são organizadas. A cor mais amplamente usada é o branco. Ao contrário dos displays de OLEDs (AMOLED), ele não necessita de TFTs. Além disso, a iluminação OLED tem suas próprias propriedades diferenciadas, como o Índice de Reprodução de Cor (IRC), a luz de emissão de área e a eficiência global de energia. Em particular, o índice de rendimento de cor que se refere à capacidade de uma fonte de luz para reproduzir cores é considerado como um dos factores mais importantes para a iluminação OLED, juntamente com a eficiência e tempo de vida.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 118
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OLED Light OLED display Estrutura RGB para display.Deposição RGB dos materiais luminescentes.
Estrutura de
Emissão
Estrutura do
Dispositivo
Não necessita de backplane de TFTs. TFTs Backplane (AMOLED)
Pixel Composto de várias a dezenas de fontes de luz. Dimensão: 1 mm — dezenas de cms.
Dezenas a centenas de sub-pixeis RGB.Dimensão: várias centenas de μms.
MaterialRequer materiais RGB de alta pureza de cor, para melhorar a resolução.Requer materiais especiais para melhor CRI.
Processa-mento
Menos de dez etapas; Não necessita de micro padronização; Não necessita de micro arranjo das fontes de luz; Processo de produção em linha de alta velocidade.
Dezenas a centenas de etapas; Requer micro padronização; Requer alinhamento de pixéis; Ajustamento muito fino do processo.
Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 119
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Iluminação de baixa emissão de gases de efeito de estufa.
Alta eficiência
Todo fosforescente
De baixo custo para competir com iluminação convencional
Alta produtividade
Processo solúvel
Objectivos para o Desenvolvimento OLED
Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 120
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Objectivos para o Desenvolvimento OLED
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SMOLEDs: OLEDs de pequenas moléculas A maioria dos dispositivos actuais, de alta performance, geralmente depositados por deposição por fase de vapor (OVPD).
P-OLEDs ou OLEDs de polímeros: OLEDs de grandes moléculas – têm processamento solúvel (ou seja, fabricação por impressão a jacto de tinta e por revestimento spin).
Materiais fluorescentes: menos eficiente, mas maior duração.
Materiais fosforescentes: mais eficiente / azul tem menor duração.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 121
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Sistema fosforescente de pequenas moléculas
EML (Anfitrião + Emissor)
Cátodo
Ânodo
Solução:Processadas quatro camadas
Sistema fosforescente usando uma solução proprietária com processamento de emissor azul.
Sistema de material único para evitar “lavagem” da camada inferior. Formula optimização de solução para cada camada. Processo compatível com substrato plástico.
OLEDs : Processo solúvel - Design para 4 camadas
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Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 122
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Roll-to-Roll Process (R2R)P-OLEDs : Fabricação
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Tecnologia OLED processo Roll-to-Roll A tecnologia única de estrutura OLED, por processos solúveis. Grandes progressos recentes nos dispositivos OLED com processamento solúvel.Linha de produção contínua de OLEDs R2R .
Um processo R2R simplificado para a produção de uma fonte de luz OLED está representado na Figura . Neste diagrama esquemático, o substrato transparente é impresso com a camada de ânodo e, em seguida, as camadas sucessivas de tintas orgânicas são impressas em linha, para produzir a estrutura de OLED. As camadas emissivas para a produção de luz branca, vermelha, verde e Azul, podem ser impressas, mas se é necessária uma luz de cor única, então apenas é necessária a impressão da tinta correspondente. A luz branca pode também ser produzida por meio da impressão de uma camada emissiva de luz azul e adicionando uma camada de fósforo, que converte a luz azul em luz branca, de modo semelhante aos LEDs brancos cristalinos do SSL.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 123
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A demonstração bem sucedida de todos o painéis OLEDs processados por R2R na Minolta, abriu um caminho para alcançar OLEDs comercialmente viáveis para aplicações de iluminação geral.
P-OLEDs : Fabricação
Iluminação!.....
CátodoCamadas Orgânicas
Ânodo
Adesivo
Substrato flexível
Roll-to-Roll Process (R2R)
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 124
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Quality inspection
Encapsulation, Packaging
Vacuum deposition for electrode layers
Wet coating & drying of
organic layers
Patterning, Cleaning
P-OLEDs : FabricaçãoIluminação!.....
Roll-to-Roll Process (R2R)
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 125
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Rolos de OLEDs fabricados por R2R
Roll-to-Roll Process (R2R)P-OLEDs : Fabricação
Iluminação!.....
© VTT 2011
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 126
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GE - O desenvolvimento de um processo R2R, para a fabricação de OLEDs . Eles fabricam uma linha de OLEDs por laminação de meias metades, impressas em substratos flexíveis.
GE Demonstrates World's First ''Roll-to-Roll'' Manufactured Organic Light Emitting Diodes (OLEDs)
GE acredita que os custos de fabricação precisam de baixar, para a iluminação OLED para se tornar popular, e a produção contínua R2R, vai ajudar a dar um impulso económico para abaixar o preço de iluminação OLED fluorescente.
Roll-to-Roll Process (R2R)P-OLEDs : Fabricação
Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 127
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P-OLEDs : Fabricação
Iluminação!.....
Painel OLED Fosforescente processado por tecnologia R2R: Área : 94.5cm2 (63mm X 150mm). Espessura : 500μm . Peso : 14g / painel
Roll-to-Roll Process (R2R)
A demonstração bem sucedida de todos os painéis OLED fosforescentes, processados por R2R, abriu um caminho para alcançar aplicações OLED comercialmente viáveis, para a iluminação geral.
OLEDs fosforescentes são um grande avanço na iluminação OLED.
Tem-se comercializado produtos de iluminação OLED por evaporação, com eficácia a nível das mais altas do mundo, usando emissores fosforescentes.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 128
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Eficiência OLED
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As características seguintes são usadas para determinar a eficiência OLED:
A eficiência “Quantum” com determinado brilho (cd/m2), que inclui:a)Eficiência quântica interna;b)Eficiência quântica externa ou a eficiência de conversão de energia;c)Eficiência quântica externa (saída).
Luminância (ou brilho) (cd/m2) com uma certa voltagem (V);
Luminância máxima (cd/m2) num ponto em que o brilho não pode aumentar mais com o aumento adicional da tensão.
Eficiência Luminosa (ou actual) (Cd/A) com determinado brilho (cd/m2).
Eficiência energética, (ou fotométrica) (lm / W) com determinado brilho (cd/m2).
Coordenadas cromáticas x, y (Commission Internationale de l'Eclairage (CIE).
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 129
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Melhoria da eficiência OLEDPara aplicações de iluminação, a valor [€ / lúmenes], determina competitividade de uma
luminária.É muito importante para melhorar a eficácia luminosa para aplicações de iluminação.
Capacidade de extracção de luz Equilíbrio de
transportadoresElectrão
BuracoProporção de excitação emissiva
fluorescência: 25% Fosforescência: 100%
Proporção de emissão por número de excitações
Luz
Calor
Iluminação!.....
Fosforescência tem vantagem significativa sobre fluorescência.
A eficiência quântica externa OLED, é dada pela seguinte fórmula;
PE 2012 Exhibition & Conference: Kazuhiro Oikawa, Minolta
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 130
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OLEDs : Extracção de LuzIluminação!.....
Modos guiados nas camadas Orgânicas + ITO
Modos de substrato
Cátodo
Camadas orgânicas + ITO ~ 300 nm
Área de contenção de excitação (~ poucos nm)
Modos não guiados = Luz extraída
Fracção da luz que sai do OLED:
1.7)20% (n4n12 2
Problema difícil! Texturização da superfície. Solução compatível com grandes superfícies. Preservar a qualidade óptica (luminância espectro uniforme, ...) Manter o custo baixo ...
Num OLED convencional apenas 20% da luz gerada sai do dispositivo, devido à incompatibilidade de índice de refracção! Perdas nas camadas Orgânicas : 50%;
Perdas no vidro: 30%;
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 131
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OLEDs : Extracção de LuzIluminação!.....
Estruturas de acoplamento de saída de LuzA luz tem de ser desviada em direcção perpendicular à superfície, de modo a que possa sair
Tipos de Estruturas
Dispersão aleatória Superfícies ásperas; Camadas de partículas.
Kodak Estruturas padronizadas Matrizes de microlentes; Grades de difracção; Folhas prismáticas; Os cristais fotónicos.
U. Michigan
Filtros passa-banda Micro-cavidades; Camadas de baixo índice.
UKAIST
Posição da Estrutura
Superfície exterior do substrato.
Superfície interior do substrato.
Entre os eléctrodos.
Deflectores laterais
Nottingham Trent
Bardsley Consulting: DOE SSL Manufacturing Workshop April 2009
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 132
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Alimentação: Modulo Converter
Mecânica
Sistema de contactos optimizado e robustointegrado num formato fino
Óptica
EmbalagemContactos Eléctricos
Elemento OLED
Acoplamento óptico exterior
Iluminação!..... OLEDs – Luminária
www.tridonic.com
As superfícies dos dispositivos OLED têm um índice de refracção mais elevado do que o ar, o que juntamente com uma superfície plana emissora leva que a pouca luz tenha acoplamento de saída. Estão sendo estudadas técnicas para aumentar acoplamento de luz de saída, modificando a superfície OLED com lentes micro, superfície rugosidades e ópticas quânticas
OLEDMais alta qualidade de iluminação óptica e eficácia em combinação com um acabamento de alta qualidade.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 133
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Grande Área
Fino… Eficiente
Colorido
Flexível
Iluminação!..... OLEDs – Propriedades
Transparente
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 134
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Fonte luminosa de grande área, fina, flexível…Fonte luminosa altamente eficiente…
Fonte luminosa amiga do ambiente…
2008
Aplicações!...
Iluminação!..... OLEDs – Propriedades
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 135
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Flexível / enrolável.Wallpaper; novos métodos e designs de iluminação.Iluminação maleável e transparente como uma janela.
Iluminação!..... OLEDs – Usos futuros
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 136
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A Iluminação OLED irá introduzir uma mudança de paradigma na forma de pensar sobre a iluminação e a forma como usá-la. Pela primeira vez, a luz será gerada naturalmente como áreas de emissão suave e uniforme, em vez de pontos ou tubos de luz.
As Luzes OLED vão iluminar o seu mundo sem máscaras, reflectores ou difusores. Equipamentos volumosos para esconder as fontes de luz, vão-se tornar coisa do passado. A nova iluminação OLED vai enfatizar a arquitectura em vez de deturpa-la.
As Luzes OLED consomem muito menos energia do que as lâmpadas convencionais.
Os dispositivos de iluminação OLED emitem luz a partir da superfície. O painel de iluminação pode ser flexível e, potencialmente, até mesmo transparentes como uma janela ou um espelho reflexivo.
O dispositivo de Iluminação OLED é fino, leve e durável. A tecnologia fornece arranque instantâneo, larga gama de temperaturas de operação, e sem ruído.
Através do processamento R2R, tiras / telas de polímero têm um potencial para produção de baixo custo de dispositivos de iluminação - Primeiros resultados promissores.
A Iluminação OLED não contém mercúrio, eliminando os problemas de reciclagem e poluição associados com a iluminação fluorescente.
Iluminação!.....OLEDs – Benefícios da Tecnologia de iluminação OLED
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 137
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Iluminação!.....Futuro OLEDs?– OLED de Grafeno
Substrato
Cátodo de Grafeno
Kº
Junção p-n
Ânodo
Área Dop -p
Área Dop -n
A próxima geração de dispositivos optoelectrónicos requer eléctrodos condutores transparentes, leves, flexíveis, baratos, amigos do ambiente, e compatíveis com os métodos de fabrico em grande escala. O grafeno, una única camada, de grafite, está-se tornando um candidato muito promissor devido às suas únicas propriedades eléctricas e ópticas nos últimos anos. Muito recentemente, Junbo Wu, pesquisador da Universidade de Stanford, demonstrou com sucesso, pela primeira vez, a aplicação de grafeno em OLEDs.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 138
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Grafeno tem o potencial para ser um eléctrodo transparente com maior desempenho, o que significa, mais transparência, sendo ao mesmo tempo, condutor. Também pode ser várias vezes mais barato do que condutor transparente convencional, como ITO. Tem realmente o potencial de ser ao mesmo tempo, melhor e mais barato, com a vantagem adicional de o eléctrodo ser muito fino, apenas um par de manómetros de espessura, o que dá grande potencial de liberdade de design na criação de dispositivos.
Iluminação!.....Futuro OLEDs? – OLED de Grafeno
Camadas emissoras de Luz
Cátodo
GrafenoSubstrato
LUZ
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 139
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Intensidade de emissão de fotões
Comp. Onda
Máx. largura metade do
pico.
Uma camada de pontos quânticos de cádmio-selênio é ensanduichada entre as camadas orgânicas de transporte de electrões (ETL) e de transporte de buracos (HTL). Um campo eléctrico aplicado faz com que os electrões e os buracos se desloquem para a camada de pontos quânticos, onde eles são capturados no ponto quântico e recombinados, emitindo fotões. O espectro de emissão de fotões é estreito, caracterizada por a sua largura máxima, a metade do valor máximo.
QD LED ou QLED é considerada como uma tecnologia da próxima geração de displays, depois dos displays OLED. QLED significa quantum dot diodos emissores de luz e são uma forma de tecnologia de emissão de luz e consiste de cristais em nanoescala, que podem fornecer uma alternativa para aplicações tais como a tecnologia de displays.
A estrutura de um QLED é muito semelhante à tecnologia de OLED. Mas a diferença é que os centros emissores de luz são seleneto de cádmio (CdSe) nanocristais, ou quantum dots (pontos quânticos).
Iluminação!.....Futuro OLEDs?– OLEDs quânticos
Contacto de prataCátodo Mg/AgETLHBLQDLHTLITO
Vidro_substrato
ETL- Electrons transport layer.HBL- Holes blocking layer.QDL-Quantum dots layer.HTL-Holes transport layer.ITO- IndioThin oxide.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 140
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http://www.qled-info.com/qd-vision-showcase-full-colour-4-inch-qled-display-at-sid-2011/
Os diodos emissores de luz de pontos quânticos (QLEDs), representam uma tecnologia de electroluminiscência avançada, actualmente em fase de desenvolvimento, que vai liderar a próxima geração de displays electrónicos e aplicações de iluminação de estado sólido (SSL).
QLEDs não são apenas a tecnologia futura de monitores e displays, QLEDs são também uma tecnologia de iluminação do futuro.
Iluminação!.....Futuro OLEDs?– OLEDs quânticos
A estrutura básica QLED é muito semelhante ao de um OLED.QLEDs podem ser vistos como OLEDs processados por solução com QDs como emissores.O desempenho do QLED vermelho aproxima-se do melhor OLEDs vermelho.
A vantagem dos QLEDs (Quantum dots) é que são nanopartículas de materiais inorgânicos.
Os QLEDs prometem cores melhores, baixo consumo de energia e custos de fabricação menores do que os OLEDs.
A QD-Vision espera que essa tecnologia entre na produção em massa dentro de 3-5 anos.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 141
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http://www.nanocotechnologies.com/content/CommercialApplications/QDDisplays.aspx
Iluminação!.....Futuro OLEDs?– OLEDs quânticos
Melhor pureza de cor: a cor produzida pelo QDs é uma melhoria considerável em relação ás tecnologias OLED, proporcionando uma experiência de visualização melhorada para o utilizador final .
Pontos quânticos (QDs) são nano cristais compreendendo vários elementos. As propriedades e desempenho destes cristais únicos são determinadas pelo tamanho e composição do QD. Foram desenvolvidas Tecnologias para desenvolver estas propriedades de uma forma única, permitindo ajustes ao desempenho e propriedades dos QDs, de forma rápida e rentável
Pontos quânticos (QDs) são uma nova forma alternativa de tecnologia de emissão de luz e incorporá-los em displays OLED traz muitos benefícios adicionais incluindo:
Maior flexibilidade: QDs são solúveis em solventes tanto aquosos como não aquosos, imprimíveis em substratos e flexíveis de todos os tamanhos, incluindo TVs de grande área (QD TV ™) • Maior duração: os QDs são inorgânicos, como tal, eles oferecem o potencial para melhorar o tempo de vida, quando comparados com as tecnologias alternativas de OLEDs.
Esta é uma vantagem significativa sobre tecnologias concorrentes OLED.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 142
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Quantum dots(QDs) are a new alternative form of light emitting technology and incorporating them into OLED displays brings many added benefits to those described above, including:
• Better colour purity : the colour produced by QDs is a considerable improvement over competing OLED technologies, which provides for an improved viewing experience for the end user.
• Added flexibility : QDs are soluble in both aqueous and non-aqueous solvents, which provides for printable and flexible displays of all sizes, including large area TVs (QD TV™)
• Improved lifetime : QDs are inorganic; as such they offer the potential for improved lifetimes when compared to alternative OLED technologies.
Quantum dots (QDs) are nano-scale crystals comprising various elements. The properties and performance of these unique crystals is determined by the size and composition of the QD. Nanoco Technologies has developed the ability to ‘engineer’ these properties in a unique manner, allowing
adjustments to the performance and properties of the QD in a rapid and cost effective manner.
This is a significant advantage over competing OLED technologies.
http://www.nanocotechnologies.com/content/CommercialApplications/QDDisplays.aspx
Iluminação!.....Futuro OLEDs?– OLEDs quânticos
Melhor pureza de cor: a cor produzida pelo QDs é uma melhoria considerável em relação ás tecnologias OLED, proporcionando uma experiência de visualização melhorada para o utilizador final .
Pontos quânticos (QDs) são em escala nano cristais compreendendo vários elementos. As propriedades e
desempenho destes cristais únicos é determinado pelo tamanho e composição do QD. Nanoco Technologies
desenvolveu a capacidade de "engenheiro" estas propriedades de uma forma única, permitindo ajustes
ao desempenho e propriedades do QD, de forma rápida e rentável. ? Esta é uma vantagem significativa
sobre tecnologias concorrentes OLED.
Pontos quânticos (QDs) são uma nova forma alternativa de tecnologia de emissão de luz e incorporá-los em displays OLED traz muitos benefícios adicionais incluindo:
Maior flexibilidade: QDs são solúveis em solventes tanto aquosos como não aquosos, imprimíveis em substratos e flexíveis de todos os tamanhos, incluindo TVs de grande área (QD TV ™) • Maior duração: os QDs são inorgânicos, como tal, eles oferecem o potencial para melhorar o tempo de vida, quando comparados com as tecnologias alternativas de OLEDs.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 143
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Iluminação!.....Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!...
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 144
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 145
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 146
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 147
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 148
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 149
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Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!... Iluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 150
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Iluminação!.....Porquê adaptar se podemos criar coisas novas?!...
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 151
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Pequenos displays: OLEDs são um sucesso.Para grandes monitores/displays : ainda alguns desafios de fabrico por resolver;Iluminação OLEDs: Ainda em nichos de mercado, as questões:
Eficiência Vida útil Fabrico (preços).
Iluminação!.....OLEDs: Onde
estamos!...
Actualmente, a eficácia OLED é menor do que a dos LEDs, mas está a aumentar rapidamente. É muito cedo para saber se os produtos OLED vão seguir a Lei de Haitz (evolução).
porque são orgânicos, os OLEDs degradam-se ao longo do tempo, e fazem isso em taxas diferentes, dependendo de sua composição. Eles ainda custam caro a produzir, e são facilmente danificados por exposição à água. Grande parte da pesquisa aplicada, a ser feito nesta área, está focada em ampliar o tempo de vida dos OLEDs, e melhorar os processos de fabricação para torná-los mais competitivos com a tecnologia LED standard.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 152
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Iluminação!.....OLEDs: Onde
estamos!... Materiais orgânicos emissores de luz OLEDs, são extremamente sensíveis ao vapor de água e ao oxigénio. Estes requisitos limitam os substratos orgânicos disponíveis que podem ser utilizados para a produção de OLEDs, devido aos seus valores pobres de hermeticidade. Para resolver este problema, a indústria está desenvolvendo camadas de barreira para proporcionar maior protecção ambiental. Além das superfícies da vedação herméticas de polímero, também os limites de polímero devem ser herméticos. Dessecantes podem ser adicionadas à estrutura de OLED, para absorver o vapor de água e o oxigénio que podem penetrar nas superfícies, ou limpar os gases restantes após a montagem.
A extracção de luz a partir do dispositivo OLED é uma preocupação primordial para aumentar a eficiência e eficácia do painel e da luminária OLED. Em OLEDs convencionais, estima-se que apenas 20% da luz geradas no OLEDs tem saída útil, devido a desajustamentos de índices de refracção. Películas para redireccionar a luz entre o substrato e o eléctrodo podem ser utilizadas para melhorar a emissão de luz. Cristais fotónicos podem fornecer melhor acoplamento para a luz sair do OLED.
As tecnologias de impressão para a tecnologia OLED abrange uma série de tecnologias de impressão que se movem para além do espaço típico . A capacidade de imprimir muitos dos materiais que compõem um dispositivo SSL OLED, faz de tal fabricação, uma proposta de valor.
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 153
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Iluminação!.....OLEDs: Onde
estamos!... As técnicas de impressão OLED podem ser diferenciadas pelo método utilizado para
alimentar o substrato no processo de impressão. O processos R2R imprime longas películas contínuas de material, enquanto a impressão alimentada por folhas, usa folhas individuais em tamanhos discretos. Em relação aos processos alimentados por folhas, o processo R2R minimizar o tempo carga / descarga, entre estações de impressão. No entanto, os processos alimentados por folhas podem imitar a impressão R2R com técnicas inline.
Os produtos SSL baseados na tecnologia LED estão começando a entrar no mercado comercial, enquanto a tecnologia OLED está atrasada alguns anos, para a entrada no grande mercado. A capacidade de imprimir dispositivos OLED em substratos flexíveis dará um poderoso impulso para realizar luminárias de baixo custo. Inúmeros processos de impressão são passíveis de produção OLED, e neste estágio inicial, cadeias de valor e cadeias de fornecimento estão em rápido desenvolvimento.
Conclusão
Como fontes de luz distribuída, os OLEDs vão abrir um novo paradigma de iluminação para os designers de iluminação, engenheiros de iluminação e arquitectos. Com a instalação generalizada, devem reduzir a energia requerida para iluminar a nossa sociedade, proporcionando novas fontes de iluminação para complementar ou substituir os dispositivos tradicionais de iluminação.
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 154
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OLED vs LED – Projecção de eficácia da luminárias2012 2015 2020
LED Edge- lit LED OLED LED Edge-
lit LED OLEDOLED
high light extraction
LED Edge- lit LED OLED
OLEDhigh light
extraction
Package/ Panel lm/W
141 141 100% 202 202 125 152 266 266 168 204
Driver Efficiency 86% 86% 86% 88% 89% 89% 89% 92% 92% 92% 92%
Thermal Efficiency 86% 86% 100% 89% 88% 100% 100% 90% 90% 100% 100%
Optical Efficiency 86% 79% 100% 89% 83% 100% 100% 92% 87% 100% 100%
Luminaire lm/W 90 82 52-69 141 131 111 135 202 192 155 188
Lu et al., DOE SSL R&D Workshop, Jan 2012
Based on DOE and ABL projections.Current density of 35 A/cm2 assumed for LEDs. Higher current density results in lower efficacy
before 2020. LED package listed for 25°C.Today, edge-lit panels typically don’t use the highest efficacy LEDs.
OLEDs vs LCDIluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 155
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Units AMOLED CCFL LED Edge LED Full DifferenceLuminance cd/m2 NoneBrightness cd/m2 PowerContrast Ratio (CR) 1000:1 5000:1 6M:1 Dark ImagesAmbient Contrast Ratio @ 125 Lux ~1000:1 >2,000:1 >2,000:1 >2,000:1 High Lux
Black Levels cd/m2 <0.001 0,8 0,1 0,05 Dark ImagesViewing Angles CR 100% 3DResponse Time ms 0,001 5 3 3 Fast Moving
Gray Scale Performance All Gray Scales Movies
Frame Rate Hz None42" Power Consumption W 30 ~120 ~80 ~60 15
Lifetimehrs to 1/2
luminance
50K to 100K ~60K ~70K ~70K Initial LCD
Differential Aging Yes Strength Image Sticking Some Strength Form Factor mm 2 5 3 5 Thinner
>240
Poor Lower Gray Scales
MinorNone
TFT LCD
SameOLED ~1.5X Brighter
20:1
OLEDs vs LCDIluminação!.....
Source: YMR
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 156
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TFT LCD AMOLEDLight Source Units LED OLEDEfficacy lm/W 175 120
Sub-pixel fill factorAperture Ratio 70% ~100%
Voltage losses in backplane NA 50%
Polarizer Efficiency 50% NAColor Filter Efficiency ~50% 0%-60%Backlight Dimming Saving 50% NAIR Losses in Backplane NA 10%
Source:AUO/Universal Display
OLEDs vs LCDIluminação!.....
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 157
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OLEDs : Previsão da evolução do Mercado de Displays
Iluminação!.....
Sorce: Display Bank
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
+3DTVPDP FLEX HOLOG
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 158
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Embora as tecnologias tradicionais estejam relativamente maduras e ofereçam menos potencial de melhoria, o SSL é uma tecnologia ainda relativamente nova e em desenvolvimento e investigação continuando a conseguir avanços significativos de processamento e eficácia.
Source: DOE SSL R&D Multi-Year Program Plan
Iluminação!.....SSL- Previsão da Evolução
Aplicações OLEDS -Solid State Lighting (SSL)/Displays
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 159
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Dúvidas?
Mon
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ispl
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 160
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Bibliografiashttp://www.prof2000.pt/users/lpa
© 1999 S.O. Kasap, Optoelectronics (Prentice Hall)
www.ecse.rpi.edu
www.lightemittingdiodes.org/
http://www.solidstatelightingdesign.com/
http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/Luminotecnica.pdf
http://www.dfisica.ubi.pt/~hgil/FotoMetria/Iluminacao.1.html
Perils & Possibilities (2011)Rob Kaulfuss Prof. of EconomicsMiddlesex Community College
http://www.omslighting.com/ledacademy/442/download
http://www.explainthatstuff.com/how-oleds-and-leps-work.html
Homer Antoniadis - OLED Product Development presentation
http://www.ledonoled.com/en/technology.html
http://www.universaldisplay.com/
http://7economy.com/oled-technology-nuts-and-bolts/
http://www.oledsworldsummit.com/
http://www.acuitybrandsoled.com/oleds/oled-technology/
http://www.sigmaaldrich.com/materials-science/material-science-products.html?TablePage=19353440
http://www.acuitybrandsoled.com/oleds/oled-technology/
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA7YgAL/quimiluminescencia-bioluminescencia
Jeannine M Fisher, PE LC - OLEDs World Summit 2011
Mike Lu and Jeannine Fisher at Lightfair Internationa – Las Vegas- May 10, 2012
http://www.idemitsu.com/products/electronic/el/index.html
http://www.oe-chemicals.com/dictionary-Q.html
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