OLEDs enthalten eine Kunststoffschicht, die selber leuchtet, ein großer Vorsprung gegenüber der LCD. Dabei bestimmt das Material des Polymers die Farbe des Lichts.
Die einfachsten OLEDs bestehen aus einer organischen Schicht, die sich
zwischen zwei Elektroden (Anode und Kathode) befindet. Wird an die Elektroden
eine ausreichende Spannung angelegt, werden der organischen Schicht Löcher
aus der Anode und Elektronen aus der Kathode injiziert. Innerhalb der
Emissionszone relaxiert das Elektron-Lochpaar in einen gebundenen Zustand
(Exziton) und emittiert Licht.
OLEDs sind leicht, haltbar, energiesparsam and ideal für tragbare Anwendungen.
Damit sind sie fähig, die gegenwärtige Technologie in vielen Anwendungen zu
ersetzen, denn sie haben gegenüber LCDs einige Vorteile:
- selbstleuchtend, d.h. Blickwinkel bis fast 180°
- schneller Bildaufbau (100 - 1000 Mal schnellerer Bildwechsel als bei LCDs)
- größere Helligkeit
- niedriges Gewicht
- bessere Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen (z.B. Erschütterungen)
- geringerer Stromverbrauch, v.a. gut für mobile Geräte
- breiterer Betriebstemperaturbereich
- geringere Produktionskosten
Die typische Struktur einer organischen Licht emittierenden Diode kann als
Metall-Polymer/Polymer-Halbleiter-Interface bezeichnet werden. Sie besteht aus
drei Schichten, welche jeweils für Elektronentransport, Lochtransport und
Lumineszenz optimiert sind. Indium-Tin-Oxid (ITO) Elektroden auf Glassubstraten
werden für die Lochinjektion benutzt, indem eine Glasplatte oder Folie mit
stromleitendem Indium-Zinn-Oxid als Elektrode beschichtet wird. Die
Beschichtungsparameter beeinflussen das Injektionsvermögen der ITO-Elektrode.
Darauf wird eine Zehntausendstel Millimeter dicke Schicht aufgebracht, die
anschließend von einer zweiten Elektrodenschicht aus Metall bedeckt wird. Über
die Elektrodenschicht werden Ladungsträger wie Elektronen in die dünne Schicht
des Kunststoffs eingebracht. Dadurch werden in den Molekülen des Kunststoffs
Elektronen angeregt, also in einen energiereichen Zustand versetzt. Zerfällt
dieser angeregte Zustand, wird unter bestimmten Voraussetzungen die zugeführte
Energie wieder als Licht abgestrahlt. Der Kunststoff leuchtet.
Die Lichtfarbe wird vom Material beeinflusst. Geeignete Materialien für OLEDs sind
Kunststoffe wie z.B. Polyphenylenvinylene und Polyfluorene, die beim Anlegen einer
elektrischen Spannung hell aufleuchten. OLED-Pixel senden selbst Licht aus und
brauchen daher keine stromintensive Hintergrundbeleuchtung wie LCDs.