આ બ્લોગ પોસ્ટમાં, આપણે "એપર્ચર રેશિયો" ની વિભાવના પર નજીકથી નજર નાખીશું, જે OLED ડિસ્પ્લેના પ્રદર્શન પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, અને જ્યારે એપર્ચર રેશિયો ઓછો હોય છે ત્યારે ઊભી થતી સમસ્યાઓ.
OLED (ઓર્ગેનિક લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ) એ એક કાર્બનિક પદાર્થ છે જે LED ના પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા સ્તર પર વિદ્યુત ઉર્જા લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ચોક્કસ રંગનો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે. OLED તેની ઉત્તમ છબી ગુણવત્તા, ઓછી શક્તિ વપરાશ અને પાતળા અને લવચીક ડિસ્પ્લેને કારણે તાજેતરની ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજીમાં ઘણું ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યું છે. વધુમાં, OLED એક સ્વ-પ્રકાશિત ડિસ્પ્લે છે જેને અલગ બેકલાઇટની જરૂર નથી, જે પાતળા અને હળવા ડિઝાઇનને સક્ષમ બનાવે છે.
સૌથી મૂળભૂત RGB-OLED માં ત્રણ સબપિક્સેલ હોય છે જે ત્રણ પ્રાથમિક રંગો પ્રકાશ, લાલ, લીલો અને વાદળી ઉત્સર્જિત કરે છે, જે એક પિક્સેલ બનાવે છે. સબપિક્સેલ ક્રમમાં એક બહુસ્તરીય માળખું બનાવે છે, જેમાં એક કેથોડ હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોનને ઇન્જેક્ટ કરે છે, એક પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતું સ્તર જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે મળે છે, અને એક એનોડ જે છિદ્રોને ઇન્જેક્ટ કરે છે. એક પાતળા-ફિલ્મ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (TFT), જે દરેક સબપિક્સેલ માટે એક પ્રકારના વાલ્વ તરીકે કાર્ય કરે છે, તે એનોડ (+) બાજુ પર સ્થિત છે જે પ્રવાહને અવરોધે છે અથવા પસાર થવા દે છે અને પ્રવાહની માત્રાને નિયંત્રિત કરે છે. જ્યારે બધા સબપિક્સેલ બંધ થાય છે, ત્યારે કાળો રંગ ઉત્પન્ન થાય છે, અને જ્યારે બધા ચાલુ થાય છે, ત્યારે સફેદ રંગ ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રવાહની માત્રાને સબપિક્સેલમાં સમાયોજિત કરીને અને પ્રકાશની માત્રાને યોગ્ય રીતે જોડીને, વિવિધ રંગો વ્યક્ત કરી શકાય છે.
તો પ્રકાશ ઉત્સર્જક સ્તરમાંથી ઉત્સર્જિત પ્રકાશ પાછળનો સિદ્ધાંત શું છે? જે સ્થિતિમાં ઊર્જા સૌથી ઓછી હોય છે અને ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર હોય છે તેને "જમીન સ્થિતિ" કહેવામાં આવે છે. જ્યારે ચોક્કસ સ્તરથી ઉપરની ઊર્જા જમીનની સ્થિતિમાં લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન તેમના મૂળ સ્થાનોથી ખસી જાય છે અને ખૂબ જ ઉર્જાવાન બને છે, જેને "ઉત્તેજિત સ્થિતિ" કહેવામાં આવે છે. ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન સ્થિર થવાની વૃત્તિ ધરાવે છે, તેથી તેઓ જમીનની સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે. આ બિંદુએ, ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત સ્થિતિ અને જમીનની સ્થિતિમાં વચ્ચેના ઊર્જાના તફાવત જેટલી ઊર્જા ઉત્સર્જિત કરે છે, એટલે કે, તેમને જમીનની સ્થિતિમાંથી ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં લાવવા માટે લાગુ કરવામાં આવેલી ઊર્જા. જ્યારે TFTs પ્રવાહને પ્રવાહિત થવા દે છે, ત્યારે ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે, જ્યારે છિદ્રો નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે, અને તેઓ પ્રકાશ ઉત્સર્જક સ્તરમાં મળે છે. પ્રકાશ ઉત્સર્જક સ્તરમાં, ઇલેક્ટ્રોન છિદ્રો સાથે જોડાય છે અને જમીનની સ્થિતિમાં સ્થિર થાય છે, અને ઉત્તેજિત સ્થિતિ અને જમીનની સ્થિતિમાં મોટાભાગનો ઊર્જા તફાવત પ્રકાશ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
દરેક સબપિક્સેલ દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશનો રંગ પ્રકાશ-ઉત્સર્જન સ્તરમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થના "બેન્ડ ગેપ" દ્વારા નક્કી થાય છે. બેન્ડ ગેપ એ ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલી સૌથી વધુ ઊર્જા ભ્રમણકક્ષા (HOMO) અને ઇલેક્ટ્રોનથી ભરી શકાય તેવી સૌથી ઓછી ઊર્જા ભ્રમણકક્ષા (LUMO) વચ્ચેના ઊર્જા સ્તરમાં તફાવત દર્શાવે છે. જ્યારે HOMO માં ભૂમિ સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન પર બેન્ડ ગેપ કરતાં વધુ ઊર્જા લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન LUMO માં જાય છે અને છિદ્રો સાથે જોડાય છે. પછી ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા છોડે છે અને ભૂમિ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે, બેન્ડ ગેપને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે. બેન્ડ ગેપ જેટલો મોટો હશે, પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવા માટે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડશે, તેથી મોટા બેન્ડ ગેપ ધરાવતા કાર્બનિક પદાર્થોનું આયુષ્ય નાના બેન્ડ ગેપ ધરાવતા પદાર્થો કરતા ઓછું હોય છે.
OLEDs ને બેકલાઇટિંગ અને ફ્રન્ટ લાઇટિંગમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જે મધ્યમાં પ્રકાશ ઉત્સર્જક સ્તરમાં ઉત્પન્ન થતો પ્રકાશ ક્યાંથી ઉત્સર્જિત થાય છે તેના આધારે થાય છે. જ્યારે પ્રકાશ એનોડ તરફ ઉત્સર્જિત થાય છે, ત્યારે તેને બેકલાઇટિંગ કહેવામાં આવે છે, અને જ્યારે તે કેથોડ તરફ ઉત્સર્જિત થાય છે, ત્યારે તેને ફ્રન્ટ લાઇટિંગ કહેવામાં આવે છે. બેકલાઇટિંગના કિસ્સામાં, કેથોડ ઇલેક્ટ્રોન ઇન્જેક્શન અને પ્રતિબિંબ સ્તર તરીકે કાર્ય કરે છે, તેથી ચાંદી અને મેગ્નેશિયમનું મિશ્રણ, જે ઓછા કાર્ય કાર્યો ધરાવે છે અને અપારદર્શક છે, તેનો ઉપયોગ થાય છે. બીજી બાજુ, ઇન્ડિયમ અને ટીન ઓક્સાઇડ (ITO) નું સંયોજન, જે વિપરીત ગુણધર્મો ધરાવે છે, તેનો ઉપયોગ એનોડ માટે થાય છે. જો કે, જ્યારે પ્રકાશ કેથોડ પર સ્થિત TFTમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે પ્રકાશનો કેટલોક ભાગ TFT દ્વારા અવરોધિત થાય છે અને છટકી શકતો નથી, જેના પરિણામે છિદ્ર ગુણોત્તરમાં ઘટાડો થાય છે. છિદ્ર ગુણોત્તર એ તે ક્ષેત્રનો ગુણોત્તર છે જેમાંથી પ્રકાશ ખરેખર એકમ પિક્સેલના કુલ ક્ષેત્રફળમાં છટકી શકે છે. જ્યારે છિદ્ર ગુણોત્તર ઊંચો હોય છે, ત્યારે સમાન પ્રવાહ વહેતી વખતે ઉત્સર્જિત પ્રકાશનું પ્રમાણ વધુ હોય છે, જેના પરિણામે તેજ વધે છે. આ કારણોસર, છિદ્ર ગુણોત્તરમાં ઘટાડો થવાથી તેજમાં ઘટાડો થાય છે, અને ચોક્કસ છબી ગુણવત્તા પ્રાપ્ત કરવા માટે, ગુમાવેલી તેજની માત્રા કરતાં વધુ તેજસ્વી પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરવો જરૂરી છે, જે કાર્બનિક સામગ્રીના જીવન પર નકારાત્મક અસર કરે છે.
છિદ્ર ગુણોત્તર વધારવા માટે, TFTs વિના કેથોડ તરફ પ્રકાશ ફેંકતા ફ્રન્ટ-એમિટિંગ પ્રકાશ માટે સોના અથવા પ્લેટિનમ જેવી ધાતુઓનો ઉપયોગ જરૂરી છે, જે ઉચ્ચ કાર્ય કાર્યો ધરાવે છે અને પ્રતિબિંબીત સ્તર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, એનોડ પર, અને કેથોડ પર ખૂબ પારદર્શક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. જો કે, જ્યારે કેથોડ પર ITO નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કાર્ય કાર્ય ઊંચું હોય છે, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી મુક્ત થવાનું મુશ્કેલ બને છે. આખરે, કેથોડ માટે ઓછા કાર્ય કાર્ય અને ઉચ્ચ પારદર્શિતા ધરાવતી ધાતુનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે, અને પારદર્શિતા વધારવા માટે, ધાતુને પાતળી બનાવવી આવશ્યક છે. જો કે, જો કેથોડ ચોક્કસ જાડાઈ કરતા પાતળો હોય, તો સપાટી પ્રતિકાર વધે છે, અને જ્યારે પ્રતિકાર વધે છે, ત્યારે પેનલની દરેક સ્થિતિ પર ઉત્પન્ન થતો વોલ્ટેજ અલગ થઈ જાય છે, જેના પરિણામે સ્ક્રીન એકરૂપતામાં ઘટાડો થવાની આડઅસર થાય છે.
આ સમસ્યાનો એક લાક્ષણિક ઉકેલ એ છે કે સૂક્ષ્મ-રેઝોનન્સ ઘટનાનો ઉપયોગ કરવો. પ્રકાશ-ઉત્સર્જન કરતા સ્તરમાં ઉત્પન્ન થતો પ્રકાશનો કેટલોક ભાગ અર્ધપારદર્શક કેથોડ દ્વારા બહાર નીકળી જાય છે, પરંતુ કેટલોક ભાગ કેથોડ દ્વારા એનોડ તરફ પ્રતિબિંબિત થાય છે, જ્યાં તે ફરીથી પ્રતિબિંબિત થાય છે. પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ એકબીજા સાથે દખલ કરે છે, જેના કારણે સૂક્ષ્મ-રેઝોનન્સ ઘટના બને છે. સૂક્ષ્મ-રેઝોનન્સ ઘટનાને કારણે, જ્યારે સમાન તબક્કાવાળા તરંગો મળે છે, ત્યારે રચનાત્મક દખલ થાય છે, જે તરંગોની તીવ્રતાને મજબૂત બનાવે છે, અને જ્યારે વિરુદ્ધ તબક્કાવાળા તરંગો મળે છે, ત્યારે વિનાશક દખલ થાય છે, જે તરંગોને નબળા પાડે છે અથવા દૂર કરે છે. આ સૂક્ષ્મ-રેઝોનન્સ ઘટના દ્વારા, પ્રકાશની તીવ્રતા વધે છે, જેના પરિણામે તેજ વધે છે. પરિણામે, તેજ સુધારવા માટે ઉચ્ચ પ્રવાહોની જરૂર નથી, જે OLEDs નું જીવન લંબાવે છે. વધુમાં, ફક્ત પરિસ્થિતિઓ સાથે મેળ ખાતી તરંગલંબાઇઓને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે, અને જે તરંગલંબાઇઓ પરિસ્થિતિઓ સાથે મેળ ખાતી નથી તેને રદ કરવામાં આવે છે, જેનાથી સ્પેક્ટ્રમ સંકુચિત થાય છે અને રંગ શુદ્ધતા વધે છે.
