Dalam catatan blog ini, kami akan melihat dengan lebih dekat konsep "nisbah apertur," yang mempunyai kesan ketara pada prestasi paparan OLED dan masalah yang timbul apabila nisbah apertur rendah.
OLED (Organic Light Emitting Diod) merujuk kepada bahan organik yang memancarkan cahaya warna tertentu apabila tenaga elektrik digunakan pada lapisan pemancar cahaya LED. OLED telah menarik banyak perhatian dalam teknologi paparan terkini kerana kualiti imejnya yang sangat baik, penggunaan kuasa yang rendah dan paparan nipis dan fleksibel. Selain itu, OLED ialah paparan yang menyala sendiri yang tidak memerlukan lampu latar yang berasingan, membolehkan reka bentuk yang lebih nipis dan ringan.
RGB-OLED paling asas terdiri daripada tiga subpiksel yang memancarkan tiga warna utama cahaya, merah, hijau dan biru, untuk membentuk satu piksel. Subpiksel membentuk struktur berbilang lapisan mengikut tertib, terdiri daripada katod yang menyuntik elektron, lapisan pemancar cahaya tempat elektron dan lubang bertemu untuk menghasilkan cahaya, dan anod yang menyuntik lubang. Transistor filem nipis (TFT), yang bertindak sebagai sejenis injap untuk setiap subpiksel, terletak pada bahagian anod (+) untuk menyekat atau membenarkan laluan arus dan mengawal jumlah arus. Apabila semua subpiksel dimatikan, hitam terhasil, dan apabila semua dihidupkan, putih terhasil. Dengan melaraskan jumlah arus kepada subpiksel dan menggabungkan jumlah cahaya dengan sewajarnya, pelbagai warna boleh dinyatakan.
Jadi apakah prinsip di sebalik cahaya yang dipancarkan dari lapisan pemancar cahaya? Keadaan di mana tenaga paling rendah dan elektron stabil dipanggil "keadaan tanah." Apabila tenaga di atas tahap tertentu digunakan pada keadaan dasar, elektron bergerak dari kedudukan asalnya dan menjadi sangat bertenaga, yang dipanggil "keadaan teruja." Elektron dalam keadaan teruja mempunyai kecenderungan untuk menstabilkan, jadi ia kembali ke keadaan dasar. Pada ketika ini, elektron memancarkan tenaga yang sama dengan perbezaan tenaga antara keadaan teruja dan keadaan dasar, iaitu tenaga yang digunakan untuk menaikkannya dari keadaan dasar kepada keadaan teruja. Apabila TFT membenarkan arus mengalir, elektron dalam keadaan teruja bergerak ke arah elektrod positif, manakala lubang bergerak ke arah elektrod negatif, dan mereka bertemu dalam lapisan pemancar cahaya. Dalam lapisan pemancar cahaya, elektron bergabung dengan lubang dan menstabilkan untuk menjadi dalam keadaan dasar, dan kebanyakan perbezaan tenaga antara keadaan teruja dan keadaan dasar ditukar kepada tenaga cahaya.
Warna cahaya yang dipancarkan oleh setiap subpiksel ditentukan oleh "jurang jalur" bahan organik dalam lapisan pemancar cahaya. Jurang jalur merujuk kepada perbezaan tahap tenaga antara orbit tenaga tertinggi (HOMO) yang diisi dengan elektron dan orbit tenaga terendah (LUMO) yang boleh diisi dengan elektron. Apabila tenaga yang lebih besar daripada jurang jalur digunakan pada elektron dalam keadaan dasar dalam HOMO, elektron teruja bergerak ke LUMO dan bergabung dengan lubang. Elektron kemudian membebaskan tenaga dan kembali ke keadaan dasar, memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sepadan dengan jurang jalur. Lebih besar jurang jalur, lebih banyak tenaga diperlukan untuk memancarkan cahaya, jadi bahan organik dengan jurang jalur besar mempunyai jangka hayat yang lebih pendek daripada bahan organik dengan jurang jalur kecil.
OLED dibahagikan kepada lampu latar dan lampu hadapan bergantung pada tempat cahaya yang dijana dalam lapisan pemancar cahaya di tengah dipancarkan. Apabila cahaya dipancarkan ke arah anod, ia dipanggil lampu latar, dan apabila ia dipancarkan ke arah katod, ia dipanggil lampu hadapan. Dalam kes lampu latar, katod mesti bertindak sebagai suntikan elektron dan lapisan pantulan, jadi campuran perak dan magnesium, yang mempunyai fungsi kerja yang rendah dan legap, digunakan. Sebaliknya, sebatian indium dan timah oksida (ITO), yang mempunyai sifat bertentangan, digunakan untuk anod. Walau bagaimanapun, apabila cahaya melalui TFT yang terletak di katod, sebahagian cahaya disekat oleh TFT dan tidak dapat melarikan diri, mengakibatkan penurunan nisbah apertur. Nisbah apertur ialah nisbah kawasan dari mana cahaya sebenarnya boleh keluar kepada jumlah kawasan piksel unit. Apabila nisbah apertur tinggi, jumlah cahaya yang dipancarkan lebih besar apabila arus yang sama mengalir, menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi. Atas sebab ini, penurunan nisbah apertur membawa kepada penurunan kecerahan, dan untuk mencapai kualiti imej tertentu, adalah perlu untuk memancarkan cahaya yang lebih terang dengan jumlah kecerahan yang hilang, yang mempunyai kesan negatif terhadap hayat bahan organik.
Untuk meningkatkan nisbah apertur, cahaya pemancar hadapan yang memancarkan cahaya ke arah katod tanpa TFT memerlukan penggunaan logam seperti emas atau platinum, yang mempunyai fungsi kerja yang tinggi dan boleh bertindak sebagai lapisan pemantul, pada anod, dan bahan yang sangat telus pada katod. Walau bagaimanapun, apabila ITO digunakan pada katod, fungsi kerja adalah tinggi, menjadikannya sukar untuk melepaskan elektron dengan mudah. Akhirnya, logam dengan fungsi kerja rendah dan ketelusan tinggi mesti digunakan untuk katod, dan untuk meningkatkan ketelusan, logam mesti dibuat nipis. Walau bagaimanapun, jika katod lebih nipis daripada ketebalan tertentu, rintangan permukaan meningkat, dan apabila rintangan meningkat, voltan yang dijana pada setiap kedudukan panel menjadi berbeza, mengakibatkan kesan sampingan keseragaman skrin berkurangan.
Penyelesaian biasa untuk masalah ini ialah menggunakan fenomena resonans mikro. Sebahagian cahaya yang dijana dalam lapisan pemancar cahaya terlepas melalui katod lut sinar, tetapi sebahagiannya dipantulkan oleh katod ke arah anod, di mana ia dipantulkan semula. Cahaya yang dipantulkan mengganggu antara satu sama lain, menyebabkan fenomena resonans mikro. Disebabkan oleh fenomena resonans mikro, apabila gelombang dengan fasa yang sama bertemu, gangguan membina berlaku, menguatkan keamatan gelombang, dan apabila gelombang dengan fasa bertentangan bertemu, gangguan merosakkan berlaku, melemahkan atau menghapuskan gelombang. Melalui fenomena resonans mikro ini, keamatan cahaya meningkat, menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi. Akibatnya, arus tinggi tidak diperlukan untuk meningkatkan kecerahan, yang memanjangkan hayat OLED. Di samping itu, hanya panjang gelombang yang sepadan dengan keadaan diperkukuh, dan panjang gelombang yang tidak sepadan dengan keadaan dibatalkan, mengecilkan spektrum dan meningkatkan ketulenan warna.
