PROIECT Echipamente video [611708]

1 UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ЫI TEHNOLOGIA INFORMAЭIEI
MASTER T.A.V.T – ANUL II

PROIECT – Echipamente video
TEHNOLOGIA MODERNĂ A AFIȘAJELOR CU OLED

Coordonator:
dr. ing. Ioan Gavriluț

Student: [anonimizat] 2017

2
CUPRINS
1.Inroducere………………………………………. …………………..pag.3
2.ConstrucЮia OLED -urilor………………………………………… …pag.4
3.Arhitectura OLED-urilor……………………………………….. …..pag.5
4.Tipuri de OLED……………………………………….. ……………..pag.6
5.Compa raЮii între diferite tipuri de afiЬaje Ьi OLED…………. ..pag. 10
6.AplicaЮie cu afiЬaj OLED…………………………………. …….. …pag.11
7.Avantaje Ьi dezavantaje afiЬajelor OLED……………………. ..pag.13
8.Concluzie……………………………………… ……………………..pag.15
9.Bibliografie……………………………………… ……………………pag.16

3
1. INTRODUCERE
Un OLED ( de la Organic Light-Emitting Diode ) este o componentă
electronică în formă de folie foarte subțire luminoasă făcută dintr -un
material organic semiconductor. Mai este denumit și LED organic.
Comparând cu LED, tehnologia OLED este ieftină, neavând nevoie de
un monocristal scump, . În ceea ce privește luminozitatea OLED -urilor, în
ultima vreme s- au făcut mari progrese, fiind acum posibil să se renunțe la
iluminarea suplimentară a fundalului/suportului ( backlight ). Marele avantaj
al tehnologiei vine din faptul că OLED oferă control la nivel de fiecare pixel
și astfel display- ul poate afișa cel mai profund negru și cea mai reală ș i
intensă varietate de culori. OLED -urile sunt un progres deosebit în
tehnologia de afișare în diverse echipamente electronice( televizoare,afișaje
în echipamente medicale,smartphone-uri etc.) Această tehnologie este
promițătoare cu rentabilitate ridicată pe piața de afișare, utilizănd tensiuni
joase de conducere în combinație cu unghiuri de vizualizare nelimi tate,
culori strălucitoare, greutate redusă, grosimi reduse ale filmului ș i costuri
scăzute de producție. Un display OLED funcționează fără lumină de fundal.
Astfel, poate afișa niveluri negre adânci și poate fi mai subțire și mai ușoară
decât un afișaj cu cristale lichide (LCD). În condiții de lumină ambientală
scăzută, cum ar fi o cameră întunecată, un ecran OLED poate atinge un
raport de contrast mai mare decât un ecran LCD, indiferent dacă pe ecranul
LCD se folosesc lămpi fluorescente cu catod rece sau lumină de fundal c u
LED. Datorită conductivității sale termice scăzute, un OLED emite m ai
puțin lumină pe zonă decât un LED anorganic .

4 2. CONSTRUC܉IA OLED -URILOR

Un OLED tipic este compus dintr-un strat de materiale organi ce situate
între doi electrozi, anod și catod, toate depuse pe un substr at. Moleculele
organice sunt conductive din punct de vedere electric ca urmare a
delocalizării electronilor cauzate prin conjugarea asupra unei părți sau a
întregii molecule. Aceste materiale au niveluri de conductivitate vari ind d e
la izolatori la conductori și prin urmare, sunt considerați semiconducto ri
organici. Cele mai ridicate orbitale moleculare neocupate (HOMO și
LUMO) ale semiconductorilor organici sunt analoage benzilor de val ență și
de conducție ale semiconductorilor anorganici . (fig.1)

FIG.1 Structura OLED-ului
OLED -urile multistrat pot fi fabricate cu două sau mai multe straturi pentru
a îmbunătăți eficiența dispozitivului , multe OLED -uri modern e incorporează
o structură dublă, constând dintr -un strat conductor și un strat emisiv.

5
3. ARHITECTURA OLED-URILOR

FIG.2 Păr܊ile componente OLED -ului
Părți componente:
-substrat
(plastic transparent, sti clă, folie) – suportul de substrat OLED.
-anod
(transparent) – Anodul îndepărtează electronii (adaugă găuri de electroni)
când un curent trece prin dispozitiv.
-strat organic
-strat de conducere
-acest strat este realizat din molecule de plastic organic care tran sportă
"găuri" din anod. Un polimer conductor folosit în OLED-uri este polianilina.
-stratul de emisie
-acest strat este realizat din molecule de plastic organic (diferite de cele
din stratul conductor) care transportă electroni de la catod; acesta e ste locul
unde se face lumina. Un polimer utilizat în stratul emisiv este polflu orena

6 -catod
-(poate sau nu să fie transparent în funcție de tipul de OLED) – catodul
injectează electroni atunci când un curent curge prin dispozitiv
4. TIPURI DE OLED
OLED cu matrice pasivă (PMOLED)

PMO LED-urile au benzi de catod, straturi organice și benzi de anod.
Dungile anodice și catodice sunt plasate perpendiculare între el e. Pixelii sunt
generați în regiunea în care catodul și anodul se intersectează cu lu mina
emisă. Un curent este aplicat anumitor benzi de catod și anod pentru a
determina pixelii activi sau deconectați. De asemenea, această valoare a
acestui curent afectează luminozitatea. Deși acest tip de OLED este u șor de
produs; în comparație cu alții, consumă mai multă putere datorită curen tului
furnizat. Cu toate acestea, consumul de energie este încă mai mic decât
LCD- urile și sunt potrivite pentru ecrane mici pe bază de text sau icoane, î n
jur de 2- 3 inci. De exemplu, unele telefoane mobile și playere MP3 au acest
tip de OLED-uri.

Fig.3 Structura PMOLED-ului

7

OLED cu matrice activă (AMOLED)

AMOLED-urile au straturi complete de catod, molecule organice și anod.
Cu toate acestea, există un tranzistor de film subțire (TFT) care formează o
matrice pe stratul anodic. Această matrice setează sau dezactivează pixeli
pentru a genera o imagine. Acest tip consumă mai puțină energie decâ t
PMOLED- urile doar pentru că matricea TFT, prin urmare, AMOLED -urile
sunt preferate în afișajele mari. Televizoarele cu ecran mare, monitoarele și
panourile sunt câteva produse pe care acest tip este utilizat.

FIG.4 Structura AMOLED-ului

OLED-uri cu emisii superioare

– au substrat opac sau reflectorizant. Ele au în mare parte design matri ce
activă, deoarece se potrivește cel mai bine. Această tehnologie utilizează
subpixeli RGB OLED, o structură cu microcavitate și filtre de culoare.

8 Sony afirmă că acest lucru îmbunătățește simultan pur itatea culorii, atinge
un contrast mai ridicat și realizează un consum redus de energie.
Structura microcavității are ca rezultat efecte de rezonanță la lumină între
cei doi electrozi. Deoarece fiecare subpixel OLED (roșu, verde și
albastru) are o lungime de undă diferită, Sony folosește o grosime diferită
pentru a produce lungimea de undă spectrală (lumina optimă) pent ru
fiecare culoare. Numai lumina care posedă aceeași lungime de undă ca și
distanța dintre "filmul semitransparent cu electrod catodic" și " filmul
reflectorizant cu electrod anodic" rezonează. Lungimile de undă care nu
se potrivesc sunt slăbite. Ca rezultat, spectrul luminii extrase es te ascuțit
în timp ce luminozitatea și puritatea culorii sunt îmbunătăț ite. Aceasta
asigură cea mai puternică lumină de la fiecare culoare.

FIG.5 Structura OLED-ului cu emisii superioare

9 OLED -uri pliabile

– foliile metalice foarte flexibile sau materialele plastice sunt util izate pe
substratul OLED- urilor pliabile. Ele sunt foarte ușoare și puternice. Acestea
sunt folosite în telefoanele mobile, astfel că produsele vor fi mai puternice
pentru problemele de rupere. Alte domenii care utili zează acest tip pot fi
circuite integrate de computere și dispozitive GPS.

FIG.6 Straturile OLED-urilor pliabile

OLED-uri WHITE

-lumina albă este emisă în acest tip și generează o lumină mai strălu citoare.
De asemenea, este mai uniformă și mai eficientă decât lămpile fluorescente
obișnuite. Acest tip are caracteristicile culorii adevărate ale ilum inării
incandescente. Prin urma re, este posibil să fie înlocuite cu luminile
fluorescente pe care le folosim în prezent datorită economiei pe care OLE D-
urile le oferă .

10

FIG.7 OLED -ul Whi te ܈i aplica܊ia lui în iluminat

5. COMPARA܉II DINTRE DIFERITE TIPURI DE AFI܇AJE ܇I
OLED

Tehnologia LCD utilizează molecule de cristale lichide plasate în tre
diferite straturi care polarizează și se rotesc pe măsură ce dorim să afișăm o
culoare sau alta, iluminat din spate cu tuburi fluorscente.
Ecrane le OLED au avantajul de a nu fi nevoie de iluminare de fundal ,
astfel economisind mult mai multă energie decât orice altă alternati vă. În
plus, costul său este de asemenea mai mic.
Afișajul OLED poate fi mai subțire și mai ușor decât ecranul cu LED . Ele
oferă o culoare foarte largă și consistentă ind iferent de locul în care suntem
așezat în cameră. Afișajul cu LED -uri tinde să se diminueze semnificativ pe
măsură ce unul se îndepărtează de centru și multe se manifestă prin
schimbarea culorii. OLED-urile sunt destul de eficiente din punct de vedere
energetic, depășind toate celelalte panouri plate cu consum redus de energi e.
OLED -urile pot produce un nivel de luminozitate foarte scăzut în partea
inferioară pixelului individual. Această abilitate cuplată cu un alb străluc itor

11 este motivul pentru care OLED- urile ar trebui să aibă cel mai ma re contrast.
OLED -urile pot produce mai multe culori decât LED-urile.
Dezavantaje ecran plasmă– consumă curent mare , temperatură ridicată de
operare (degajă căldură ),rezoluția nativă mai mică decăt a unui TV LCD sau
OLED, ecran reflexiv, distanță mare dintre subpixeli de aceeași culoare , în
timpul fabricării pot aparea pixeli morț i.

6. APLICA܉IE CU AFI܇AJ OLED

Exemplul următor prezintă un circuit test alcătuit dintr -o pl acă de
dezvoltare ARDUINO UNO și un afișaj OLED de 0.96 inch cu rezoluț ie de
128×64 cu trei culori. Afișajul are dimensiuni mici, foarte potrivit de
exemplu pentru un ceas inteligent, funcți a de telefon mobil, dispozitiv
inteligent de sănătate și pentru test afișarea unui logo simplu.

FIG.8 AFI܇AJ OLED 0.96 INCH

12

Conectarea modulului la Arduino Uno, acest modul OLED are șase pini:
OLED –- Arduino,D0 –10,D1 – 9,RST – – 13,DC – 11,VCC – 5V
GND–- GND.
Se descarcă codul Arduino și se copiază în Arduino IDE.(din tutorialul
http://www.instructables.com/id/How- to-use-OLED -display-arduino-
module/ ),după care se încarcă codul din Ardunio IDE în placa de dezvoltare.
Pentru încărcarea unei imagini sau logo simple trebuie transferat imag inea
respectivă cu un program convertor binar numit BITMAP CONVERTER

FIG.9 BITMAP CONVERTER

13
După obținerea codului binar în text file se copiază în compil atorul
ARDUINO IDE și se afișează imaginea pe ecranul OLED.

7. AVANTAJE ܇I DEZ AVANTAJE AFI܇AJELOR OLED

AVANTAJE
1. OLED-urile sunt biodegradabile.
2. OLED- urile sunt mai subțiri, mai ușoare și mai flexibile în comparație c u
straturile cristaline din LCD sau LED-uri.
3. OLED- urile sunt flexibile, pot fi pliate și laminate, ca în cazul afișajelor
roll-up embedded OLED fig.10.

Fig.10 Afi܈aj ROLL -UP OLED

Acest lucru se datorează faptului că substratul utilizat în OLED este mai
degrabă plastic decât sticla utilizată pentru un LCD s au un LED.

14 4. OLED-urile sunt mai luminoase decât LED-urile. Acestea au un rap ort de
contrast mai mare,deoarece straturile organice ale unui OLED sunt mul t mai
subțiri decât straturile cristaline anorganice corespunzătoare unui LED,
straturile conductive și emise de OLED pot fi multistrat și n u necesită sticlă
care absoarbe o parte din lumină .
5. Un OLED nu necesită lumină de fundal ca în ca zul unui LCD. Aceasta, la
rândul său, reduce consumul de energie de către un OLED. LCD -urile
necesită iluminare pentru a produce o imagine vizibilă care necesită mai
multă putere, în timp ce OLED -urile generează lumină proprie.
6. Procesul de producere a unui OLED este mai ușor și poate fi făc ut în foi
subțiri mari. Este mult mai dificil să crească atât de multe strat uri de cristale
lichide.
7. OLED-urile au unghiuri de vizualizare mai largi comparativ cu LCD-
urile, deoarece un pixel OLED emite direct lumina. Culorile pix elilor OLED
nu sunt modificate deoarec e modificăm unghiul de vizualizare la 90 ° față de
normal.
8. Un OLED are un timp de răspuns mult mai rapid decât un ecran LCD .

DEZAVANTAJE

1. Durata de viață a unui OLED este mai mică decât LCD. Filmele OLED
roșii și verzi au o durată de viață mai mare (46.000 – 230.000 de ore), în timp
ce OLED-urile albastre au o durată de viață mult mai scurtă (până la
aproximativ 14.000 de ore)
2. Materialul utilizat în OLED pentru a produce lumina albastră se
degradează mai repede decât materialele care produc alte culori, ceea ce
determină reducerea luminiscenței globale.

15 3. Interacțiunea OLED cu apă provoacă daune instantanee.
4. OLED utilizează de trei ori mai multă putere pentru a afișa o imagine cu
fundal alb, utilizarea de fundal alb duce la reducerea duratei de viaț ă a
bateriei în dispozitivele mobile.

8. CONCLUZIE

Performanța OLED -urilor îndeplinește multe dintre obiectivele necesare
aplicațiilor în afișaje.Cercetarea și dezvoltarea în domeniul OLED -urilor se
desfășoară rapid și pot conduce la aplicații viitoare în afișaje hea ds-up,
tablouri de bord pentru aut ovehicule, afișaje de tip “ billboard ”, iluminat
pentru case și birouri și afișaje flexibile . OLED -urile oferă afișare color,
costuri de producție reduse, unghi de vizualizare mai mare, mai flexibil,
consum redus de energie, contrast mai bun, subțire etc., care ajută la
înlocuirea celorlalte tehnologii cum ar fi LED-urile.

16

9. BIBLIOGRAFIE

http://www.armyacademy.ro/reviste/4_2003/a16.pdf
http://www.ijecs.in/ijecsissue/wp-content/uploads/2012/12/75-84.pdf
https://ro.wikipedia.org/wiki/OLED
https://www.researchgate.net/publication/308332988_Organic_Light_E
mitting_Diodes_OLED
https://electronics.howstuffworks.com/oled3.htm
https://www.oled-info.com/sonys-super-top-emission-technology-
explained

17