OLED
Out line
Elektronika Organik - Mei 2013
Material, Struktur, dan Fabrikasi
Aplikasi
OLED
•
pemancar cahaya t erbuat dari lapisan semokondukt or organik•
Digunakan dalam t eknologi elekt roluminensi, sepert i pada aplikasi t ampilan layar•
Terkenal fleksibel dengan ket ipisannya yang mencapai kurang dari 1 mm•
Dicipt akan sebagai t eknologi alt ernat if yang mampuM at erial dan St rukt ur OLED
Elektronika Organik - Mei 2013
Anoda
M at erial anoda biasanya t erbuat dari ITO yang dilapiskan pada subst rat kaca t ipis t ransparan
Syarat:
• transparan
• konduktivitas tinggi sehingga dapat mengurangi resistansi
kontak
• memiliki fungsi kerja yang tinggi (
WF
) (f>4.1eV) untuk
meningkatkan injeksi lubang yang efisien
• lapisan film yang tepat
Kat oda
M at erial kat oda m em iliki syarat :
•
Kondukt ivitas yang t inggi•
WFrendah unt uk m eningkat kan injeksi elekt ron•
Sifat pem basahan yang dapat dit erapkan pada bahan organikunt uk m em ast ikan kont ak yang baik dengan lapisan organik
t erdekat , st abilit as yang baik dan sangat reflekt if at au t ransparan
jika digunakan dalam t op-emit t ing OLED
Elektronika Organik - Mei 2013
Hole Transport Layer (HTL)
Syarat mat erial hole t ransport yang baik yait u:
•
M orfologis bahan st abil dan bent uknya seragam film t ipiskedap udara t ersublimasi
•
M emiliki pot ensi ionisasi kecil keadaan padat•
M emiliki hole mobilit as t inggiSt rukt ur kimia HTL
Elect ron Transport Layer (ETL)
M at erial elect ron t ransport dapat dibuat dari :
•
Logam kelat•
Senyawa Oxadiazole•
M engandung quinoline, ant hrazoline, phenant hraline, danSt rukt ur kimia ETL
Emissive Layer
Banyak fluorescent dye dengan phot oluminescence kuant um t inggi
t elah digunakan sebagai lapisan emisi OLED. Nam un, hanya
segelint ir dye cukup kuat unt uk m enjadi kandidat yang m enjanjikan
unt uk aplikasi.
Laser dye sepert i 4-dicyanom et hylene-2-m et
hyl-6-p-dim et hylam inost yryl)-4Hpyran (DCM ), hyl-6-p-dim et hylquinacridone (QA)
dan rubrene (Rub) t elah berhasil digunakan unt uk m eningkat kan
St rukt ur Kimia Emissive Layer
Elektronika Organik - Mei 2013
St rukt ur OLED (
cont ‘d
)
•
Subst rat . Ini m erupakan m edium sejenis kaca plast ik at au foil.•
Anoda. M edium ini bersifat t ransparan dimana anoda berfungsiunt uk m em indahkan elekt ron (m em buat ‘lubang’ elekt ron)
ket ika arus m engalir m elalui perangkat .
•
Organik layer. Lapisan ini t erbuat dari m olekul organik at aupolim er.
•
Conduct ing Layer. Salah sat u polimer yang digunakan dalamlapisan ini adalah polianilin.
St rukt ur OLED (
cont ‘d
)
•
Emissive Layer. Lapisan ini t erbuat dari molekul plast ikorganik (yang berbeda dari conduct ing layer) yang
memindahkan elekt ron dari kat oda. Ini merupakan t empat
dimana cahaya dihasilkan. Salah sat u polimer yang
digunakan dalam lapisan ini adalah polyfluorene.
•
Kat oda. M edium ini bisa berbent uk t ransparan at au t idakt ergant ung pada jenis OLEDnya. Katoda akan menyunt ikan
Elektronika Organik - Mei 2013
Fabrikasi OLED
Organic Electronics,Volume 13, Issue 6,June 2012,Pages 980-984
OLED with a controlled molecular weight of the PVK (poly(9-vinylcarbazole)) formed by a reactive ink-jet process
Organic Electronics,Volume 14, Issue 12,December 2013,Pages 3444-3452
Improving the flexibility of large-area transparent conductive oxide electrodes on polymer
Fabrikasi OLED (
cont ‘d
)
•
Bagian pent ing OLED adalah lapisan elekt rode dan lapisan t ipis yang t erdiri dari molekul-molekul organik sebagai pemancar cahaya dimana keduanya disusun bert umpuk.•
Lapisan organik dapat dimendapkan dengan t eknik yang relat if sederhana yait u pelapisan memut ar (spin coat ing) sedangkan lapisan elekt rode dimendapkan menggunakan t eknik penguapan(evaporat ion).M ekanisme Emisi dan Luminensi
•
Luminensi t erjadi saat sum ber energi ekst ernal dapat digunakanunt uk mengeksit asi pasangan elekt ron-hole unt uk m em enuhi jum lah yang dibut uhkan agar t erjadi radiasi rekombinasi secara spont an sehingga dapat m enyebabkan bahan m emancarkan cahaya at au m engalam i lum inesensi
•
Cara yang sederhana unt uk menghasilkan em isi ini adalah denganm enghubungkan forw ard bias p-n yang menghasilkan efek injeksi elekt ron dan hole pada ruang yang sam a dim ana hasil radiasi rekom binasi ini selanjut nya disebut dengan inject ion elect roluminescent .
M ekanisme Emisi dan Luminensi
(cont ’d)
•
Pada forward bias, proses elekt rik dalam OLED secara garis besar dapat dibedakan dalam 4 langkah, yait u:1. injeksi hole and elect ron dari anoda ke kat oda
2. pem bawa m uatan dit ranspor kearah elekt roda yang berlawanan di bawah pengaruh m edan list rik
3. form asi eksit on akibat gaya Coulom b
4. difusi eksiton (t ransfer energi) dan rekom binasi (peluruhan radiat if dan non-radiat if)
M ekanisme Emisi dan Luminensi (cont ’d)
1.Kat oda (-)
2. Em m isive layer 3. Em isi radiasi
4. Conduct ive Layer 5.Anoda (+)
M ekanisme Emisi dan Luminensi (cont ’d)
Sebuah t egangan dilewat kan m elalui OLED sehingga m enyebabkan
arus dari m uat an negat if m engalir di dalam device dari katoda ke
anoda. Katoda mem berikan elekt ron ke em issive layer dan anoda
m engam bil elekt ron dari conduct ive layer.
Dalam seket ika emissive layer m enjadi berm uat an negat if
sem entara conduct ive layer kaya akan muat an posit if hole. Gaya
M ekanisme Emisi dan Luminensi (cont ’d)
Perist iwa ini t erjadi di dekat emissive layer karena dalam
semikondukt or organik, hole lebih mudah berpindah daripada
elekt ron.
Rekombinasi ini menyebabkan energi elekt ron t urun ke t ingkat
yang lebih rendah yang disert ai dengan perist iwa emisi radiasi
dengan frekuensi cahaya t ampak. Inilah yang menyebabkan
lapisan ini disebut lapisan emisssive.
M ekanisme Emisi dan Luminensi (cont ’d)
•
Device ini t idak bekerja jika anoda dilet akkan pada kut ub negat if, dem ikian sebaliknya pada kat oda. Dalam kondisi ini, hole bergerakke anoda dan elekt ron ke kat oda sehingga m ereka bergerak m akin
m ejauh dan t idak t erjadi rekom binasi.
•
Pada proses rekom binasi m uat an dapat didefinisikan sebagaipenggabungan m uat an posit if dan muat an negat if m enjadi
berm uat an net ral. Radiasi peluruhan yang m engikut i suksesif kedaan
Elektronika Organik - Mei 2013
M ekanisme Emisi dan Luminensi
(cont ’d)
•
Proses rekombinasi elekt ron dan lubang di dalam lapisanorganik memberikan kelebihan energi dalam bent uk foton
cahaya dengan panjang gelombang t ert ent u. Pada akhirnya
akan diperoleh sat u jenis pancaran cahaya dengan panjang
gelombang t ert ent u bergant ung pada jenis bahan pemancar
cahaya yang digunakan at au mengalami luminensi
Karakteristik OLED
•
Elekt roluminansinya lebih luas•
M empunyai emisi yang berwarna-warni•
Efisiensi luminensi yang lebih t inggi•
M olekul organik yang ada t idak t erbat as jumlahnya•
M odel OLED t erdiri dari lapisan Hole Transport Layer (HTL) danElect ron Transport Layer (ETL).
•
Performansi dan lifet ime sangat dipengaruhi oleh mat erial penyusunnya•
Recombinat ion region yang sangat t ipis diakibat kan olehPerformansi OLED
• Layar t erbuat dari gabungan warna dalam kaca t ransparan sangat t ipis
sehingga ringan dan fleksibel.
• Konsum si daya list rik yang rendah dan t erbuat dari bahan organik
menjadikan OLED sebagai t eknologi ramah lingkungan.
• M emiliki jangkauan w ilayah warna, t ingkat t erang, dan tampilan sudut
pandang yang sangat luas. Piksel OLED memancarkan cahaya secara
langsung sedangkan LCD menggunakan t eknologi cahaya belakang
(backlight ) sehingga t idak memancarkan warna yang sebenarnya.
Performansi OLED (
cont ’d
)
•
LED memiliki wakt u reaksi yang lebih cepat . Layar LCDmemiliki wakt u reaksi 8-12 milisekon, sedangkan OLED hanya kurang dari 0.01 ms.
•
M asalah t eknis OLED yait u masa bert ahan bahan organik yang t erbat as, sekit ar 14.000 jam dibandingkan layar datar lain yang bisa mencapai 60.000 jam. Pada t ahun 2007, masa bert ahan OLED dikembangkan menjadi 198.000 jam.•
Kelembaban dapat memperpendek umur OLED. Bahan kandungan organik di dalam OLED dapat rusak jika t erkena air.Elektronika Organik - Mei 2013
Aplikasi OLED
AMOLED
OLED + active matrix TFT LCD konvensional
OLED sebagai Lampu
Elektronika Organik - Mei 2013
