Što su organske LED diode?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Dolaskom svjetske zajednice na koncept održivog razvoja, koji podrazumijeva ozelenjavanje cjelokupne industrije i povećanje ekološke svijesti potrošača, proizvodi koji nose oznaku "organski" izazivaju veliko zanimanje i sve veće potražnje. I organske LED diode nisu iznimka. Nova tehnološka rješenja i novi proizvodi uvijek privlače pozornost "naprednih" potrošača koji idu u korak s vremenom. Što je to - organske svjetleće diode, koja su načela njihova rada i izgledi za korištenje? Ovo je tema ovog članka.

Samo malo povijesti

Elektroluminiscentna svojstva organskih materijala otkrio je 1950. francuski fizičar Andre Bernanoz. No, tek 1987. ovo otkriće postalo je tehnološko rješenje u prvom OLED uređaju koji je proizveo Kodak. A 2000. godine trojica kemičara odjednom - A. McDiarmid, H. Shirakawa i A. Heeger - dobili su Nobelovu nagradu za otkrića na tom područjutankovodljivi polimeri organskog porijekla. Tek 2008. godine u prodaju je krenula prva OSRAM OLED lampa, od koje je napravljeno samo 25 primjeraka po cijeni od 25.000 eura. Danas takve svjetiljke nudi nekoliko tvrtki po cijeni od 500 eura, a već postoji nekoliko smjerova 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 s proizvodima životinjskog ili biljnog podrijetla. Organske diode koje emitiraju svjetlost, ili OLED (od engleskog Organic Light Emitting Diode), poluvodič je izrađen od ugljičnog materijala koji stvara zračenje kada električna struja prolazi kroz njega. U njihovoj proizvodnji koriste se proizvodi organske kemije (ugljični spojevi), što nam omogućuje da ih nazivamo organskim LED diodama.

Dizajn i kompozicija

Sam uređaj se sastoji od četiri dijela: baze, anode, katode, vodljivog i zračećeg sloja. Podloga ili podloga može biti izrađena od stakla, plastike ili metaliziranih ploča. Anoda je indijev oksid dopiran kositrom. Vodljivi i zračeći slojevi su slojevi polimera i organskih spojeva male molekularne mase. Katoda je izrađena od aluminija, kalcija ili drugog metala.

Tehnologija nije za fizičare

Organske svjetleće diode raspoređene su po principu sendviča. Nekoliko tankih slojeva poluvodičaorganskog podrijetla 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 tvore nabijene čestice (kvazičestice i elektrone). U srednjem organskom sloju te su čestice koncentrirane i stvaraju visokoenergetsku ekscitaciju, što uzrokuje emisiju svjetlosti različitih boja od strane organskog sloja. Dakle, aktivna matrica na organskim diodama koje emitiraju svjetlost je upravo luminiscentni ili fosforescentni organski slojevi.

Vrste OLED nizova

OLED zasloni su podijeljeni na aktivnu matricu i pasivnu matricu prema vrsti matrice. Uređajima s aktivnom matricom upravljaju tankoslojni tranzistori s poljem, 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 kruga. Na temelju toga, postoje tri sheme za OLED zaslone u boji:

• S odvojenim emiterima boja - tri organske matrice emitiraju tri primarne boje (plavu, zelenu i crvenu) od kojih se slika formira.
• S tri bijela emitera i posebnim filterima u boji.
• Plavi emiteri pretvaraju kratke valne duljine u duge valne duljine crvene i zelene boje.

Moderna aplikacija

Danas se OLED tehnologije uglavnom koristevisoko specijalizirani razvoj. Holografija i uređaji za noćno gledanje, organski prikazi autoradija i digitalnih kamera, zasloni telefona i izvora svjetlosti, televizori i monitori - sve je to stvarnost OLED tehnologija.

životni vijek OLED-a

Svi moderni uređaji stvoreni pomoću ove tehnologije prije ili kasnije pokažu izgaranje u boji. Već na otvaranju otkrivena je krhkost zračenja organskih svjetlećih dioda. Vijek trajanja uređaja danas se smatra gotovo iscrpljenim ako se svjetlina zaslona 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 svog radnog vijeka.

najviše

Najveći OLED panel do sada proizvod je zajedničkog projekta OSRAM-a, Philipsa, Novaled, Fraunhoter IPMS. Veličina ploče je 33 x 33 cm, površina aktivnog dijela je 828 četvornih metara. cm, a otvor blende - 76%. Uz svjetlinu od 1 tisuću kandela po četvornom 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 žarulji. A Panasonic planira lansirati OLED zaslon od 128 lumena po vatu do 2020. godine. Njemu se natječe američka korporacijaDoE, koji obećava ploče sa do 170 lumena po vatu.

Izgledi za OLED panele

Većina postojećih dizajna danas su prototipovi. Skupe su, izrađuju se u ograničenim količinama, ne savijaju se i još nisu dovoljno učinkovite. Velike korporacije usmjerile su svoje aktivnosti na smanjenje troškova projekta, povećanje veličine i povećanje produktivnosti. Stručnjaci predviđaju masovnu pojavu ovog proizvoda s pristupačnim cijenama na svjetskom tržištu do 2020. godine.

OLED rasvjeta

Organske LED diode u rasvjeti još su 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 životni vijek ostavljaju mnogo da se požele. Globalni tržišni udio OLED rasvjete od 75 milijardi dolara prilično je mali iznos. Potrošači ovih proizvoda nisu pojedinci, već druge korporacije koje se bave dizajnom namještaja i prostora, kao i korporacije u automobilskoj industriji.

Za i protiv

Organske LED diode imaju i prednosti i nedostatke. Među prvima, neosporni su njihova niska potrošnja energije i ravnomjerna raspodjela svjetla po cijeloj ploči, visoka učinkovitost, ekološka prihvatljivost i meko svjetlo. 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 dodiru s vodom, što zahtijeva dodatno brtvljenje). Ali korporacije nastavljaju ulagati u razvoj ovih tehnologija, videći ih kao budućnost elektronike.

Koliko je to održivo

OLED materijali ne sadrže teške metale i otrovne elemente kao što je živa. Lako se recikliraju i ne zahtijevaju posebno prikupljanje i dodatne tehnološke kapacitete za odlaganje. Iridij OLED fosforescentnih svjetiljki nije toksičan i količina je iznimno mala. Prijevoz tankih i laganih OLED panela zahtijeva manje resursa, što smanjuje troškove i smanjuje opterećenje za okoliš. Na primjer, 55-inčni OLED TV je debeo 4 mm i teži oko 4-5 kilograma.

Fikcija će postati stvarnost

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

• Upravo ove tehnologije će omogućiti stvaranje ne iluzorne, već sasvim realistične trodimenzionalne slike.
• Rasvjeta posvuda bit će zamijenjena OLED lampama.
• Pojavit će se prozirni solarni paneli.
• Fleksibilni gadget monitori stat će u vaš džep.
• Nevjerojatno lagani monitori s visokom kvalitetom boja i širokim kutom gledanja imat će trenutni odgovor, najmanju veličinu i dimenzije.
• Primjena tehnologije u vojnoj industriji općenito je nevjerojatna.
• Ovdjesjajna odjeća već se pojavila u dizajnerskim kolekcijama.

Ali nemojte stati na tome - moto je teoretskih znanstvenika i praktičara. Moderna je znanost dugo bila na točki bifurkacije, kada svako otkriće može pretvoriti razvoj civilizacije u potpuno nepredvidiv tijek. Primjera takvih otkrića ima na pretek: to je i punina vakuuma, i Krasnikovljeve cijevi, pa čak i otkriće organskih spojeva u dubokom svemiru. Danas su avangarda elektroničkih naprava organske svjetleće diode, ali što sutra - tko zna?