Šta su organske LED diode?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Dolaskom svjetske zajednice na koncept održivog razvoja, koji podrazumijeva ozelenjavanje cjelokupne industrije i povećanje ekološke svijesti potrošača, proizvodi koji nose oznaku "organski" izazivaju veliko interesovanje i povećanje potražnje. I organske LED diode nisu izuzetak. Nova tehnološka rješenja i novi proizvodi uvijek privlače pažnju "naprednih" potrošača koji idu u korak s vremenom. Šta je to - organske diode koje emituju svjetlost, koji su principi njihovog rada i izgledi za upotrebu? Ovo je tema ovog članka.

Samo malo istorije

Elektroluminiscentna svojstva organskih materijala otkrio je 1950. godine francuski fizičar Andre Bernanoz. Ali tek 1987. ovo otkriće je postalo tehnološko rješenje u prvom OLED uređaju koji je proizveo Kodak. A 2000. godine trojica hemičara odjednom - A. McDiarmid, H. Shirakawa i A. Heeger - dobili su Nobelovu nagradu za otkrića u ovoj oblastitankoprovodljivi polimeri organskog porijekla. Tek 2008. godine u prodaju je izašla prva OSRAM OLED lampa, od čega je napravljeno samo 25 primjeraka po cijeni od 25.000 eura. Danas takve lampe nudi nekoliko kompanija po ceni od 500 evra, a već postoji nekoliko pravaca u OLED tehnologijama: PHOLED, TOLED, FOLED i drugi koji su razumljivi samo stručnjacima.

Gdje je organsko?

Čudno, ali upotreba riječi "organski" u ovom kontekstu nema nikakve veze sa proizvodima životinjskog ili biljnog porijekla. Organske diode koje emituju svjetlost, ili OLED (od engleskog Organic Light Emitting Diode), je poluvodič napravljen od ugljičnog materijala koji stvara zračenje kada električna struja prolazi kroz njega. U njihovoj proizvodnji koriste se proizvodi organske hemije (ugljična jedinjenja), što nam omogućava da ih nazivamo organskim LED diodama.

Dizajn i kompozicija

Sam uređaj se sastoji od četiri dijela: baze, anode, katode, provodnog i zračećeg sloja. Podloga ili podloga može biti izrađena od stakla, plastike ili metaliziranih ploča. Anoda je indijum oksid dopiran kalajem. Provodni i zračeći slojevi su slojevi polimera i organskih jedinjenja male molekularne težine. Katoda je napravljena od aluminijuma, kalcijuma ili drugog metala.

Tehnologija nije za fizičare

Organske diode koje emituju svjetlost raspoređene su po principu sendviča. Nekoliko tankih slojeva poluprovodnikaorganskog porijekla su u sendviču između različito nabijenih elektroda (pozitivnih i negativnih). I sve se to nalazi na bazi prozirnog materijala - stakla ili plastike (na primjer, fleksibilni poliamid). Kada struja prolazi kroz elektrode, one formiraju nabijene čestice (kvazičestice i elektrone). U srednjem organskom sloju ove čestice su koncentrisane i stvaraju visokoenergetsku ekscitaciju, što uzrokuje emisiju svjetlosti različitih boja od strane organskog sloja. Dakle, aktivna matrica na organskim diodama koje emituju svjetlost je upravo luminiscentni ili fosforescentni organski slojevi.

Vrste OLED nizova

OLED displeji su podijeljeni na aktivnu matricu i pasivnu matricu prema vrsti matrice. Uređajima sa aktivnom matricom upravljaju tankoslojni tranzistori sa efektom polja, koji se nalaze ispod anodnog filma. U pasivnoj matrici slika se formira na mjestu presjeka okomito postavljenih anodnih i katodnih traka, dok se upravljanje vrši iz vanjskog kola. Na osnovu ovoga, postoje tri šeme za OLED ekrane u boji:

• Sa odvojenim emiterima boja - tri organske matrice emituju tri primarne boje (plavu, zelenu i crvenu) od kojih se slika formira.
• Sa tri bijela emitera i specijalnim filterima u boji.
• Plavi emiteri pretvaraju kratke talasne dužine u duge talasne dužine crvene i zelene boje.

Moderna aplikacija

Danas se uglavnom koriste OLED tehnologijevisoko specijalizovana razvoja. Holografija i uređaji za noćno osmatranje, organski displeji auto radija i digitalnih kamera, ekrani telefona i izvora svetlosti, televizori i monitori - sve je to realnost OLED tehnologija.

životni vek OLED-a

Svi moderni uređaji kreirani pomoću ove tehnologije prije ili kasnije pokažu izgaranje u boji. Već na otvaranju otkrivena je krhkost zračenja organskih dioda koje emituju svjetlost. Vijek trajanja uređaja danas se smatra gotovo iscrpljenim ako se svjetlina ekrana smanjila za 50%. Rad se zaustavlja na ovom pokazatelju od oko 70%. Ali ulaganja korporacija u ove tehnologije se isplate – češće nego ne, potrošači mijenjaju zastarjele uređaje prije nego što se približe kraju njihovog radnog vijeka.

najviše

Najveći OLED panel do sada je proizvod zajedničkog projekta OSRAM-a, Philipsa, Novaled, Fraunhoter IPMS. Veličina panela je 33 x 33 cm, površina aktivnog dijela je 828 kvadratnih metara. cm, a otvor blende - 76%. Uz svjetlinu od 1.000 kandela po kvadratnom metru, tok svjetlosnih čestica je 25 lumena po vatu. Najveći Lumiotec panel koji se danas prodaje je 15 puta 15 centimetara i ima svjetlosni tok do 60 lumena po vatu, što je jednako jednoj fluorescentnoj sijalici. A Panasonic planira lansirati OLED ekran od 128 lumena po vatu do 2020. godine. Jedna američka korporacija mu se takmičiDoE, koji obećava panele sa do 170 lumena po vatu.

Izgledi za OLED panele

Većina postojećih dizajna danas su prototipovi. Oni su skupi, prave se u ograničenim količinama, ne savijaju se i još nisu dovoljno efikasni. Velike korporacije su fokusirale svoje aktivnosti na smanjenje troškova projekta, povećanje veličine i povećanje produktivnosti. Stručnjaci predviđaju masovno pojavljivanje ovog proizvoda po pristupačnim cijenama na svjetskom tržištu do 2020. godine.

OLED rasvjeta

Organske LED diode u rasvjeti su još uvijek u povojima na tržištu. Nijedna korporacija još nije pokrenula masovnu proizvodnju ovog proizvoda. Cijena takvih svjetiljki je još uvijek prilično visoka za prosječnog potrošača, a njihova svjetlina i vijek trajanja ostavljaju mnogo da se požele. Udio OLED rasvjete na globalnom tržištu od 75 milijardi dolara je prilično mali iznos. Potrošači ovih proizvoda nisu pojedinci, već druge korporacije koje se bave dizajnom namještaja i prostorija, kao i korporacije u automobilskoj industriji.

Za i protiv

Organske LED diode imaju i prednosti i nedostatke. Među prvima, njihova niska potrošnja energije i ravnomjerna distribucija svjetla po cijeloj ploči, visoka efikasnost, ekološka prihvatljivost i meka svjetlost su neosporni. Ali glavna prednost je sposobnost da im se pruži fleksibilnost i suptilnost. A nedostaci se mogu smatrati kratkim vijekom trajanja dioda, visokim troškovima i tehnološkim problemima (organskikomponenta oksidira u kontaktu s vodom, što zahtijeva dodatno zaptivanje). Ali korporacije nastavljaju da ulažu u razvoj ovih tehnologija, videći ih kao budućnost elektronike.

Koliko je ovo održivo

OLED materijali ne sadrže teške metale i toksične elemente kao što je živa. Lako se recikliraju i ne zahtijevaju posebno sakupljanje i dodatne tehnološke kapacitete za odlaganje. Iridijum OLED fosforescentnih lampi je netoksičan i količina je izuzetno mala. Transport tankih i laganih OLED panela zahtijeva manje resursa, što smanjuje troškove i smanjuje opterećenje okoliša. Na primjer, 55-inčni OLED TV je debeo 4 mm i težak oko 4-5 kilograma.

Fikcija će postati stvarnost

Uprkos skepticizmu nekih stručnjaka, većina je uvjerena da će OLED tehnologija biti veliki proboj u 21. vijeku. Fantastični projekti će postati stvarni, naime:

• Upravo ove tehnologije će omogućiti stvaranje ne iluzorne, već sasvim realistične trodimenzionalne slike.
• Osvetljenje svuda će biti zamenjeno OLED lampama.
• Providni solarni paneli će se pojaviti.
• Fleksibilni gadget monitori će stati u vaš džep.
• Neverovatno lagani monitori sa visokim kvalitetom boja i širokim uglom gledanja imaće trenutni odgovor, najmanju veličinu i dimenzije.
• Primjena tehnologije u vojnoj industriji je općenito nevjerojatna.
• Ovdjesjajna odjeća se već pojavila u dizajnerskim kolekcijama.

Ali nemojte stati na tome - moto je teoretskih naučnika i praktičara. Moderna nauka je dugo bila na tački bifurkacije, kada svako otkriće može pretvoriti razvoj civilizacije u potpuno nepredvidiv tok. Ima dosta primjera takvih otkrića: ovo je i punoća vakuuma, i Krasnikovljeve cijevi, pa čak i otkriće organskih spojeva u dubokom svemiru. Danas su avangarda elektronskih uređaja organske diode koje emituju svjetlost, ali šta sutra - ko zna?