Kaj so organske LED diode?

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

S prihodom svetovne skupnosti na koncept trajnostnega razvoja, ki pomeni ekologizacijo celotne industrije in dvig okoljske ozaveščenosti potrošnika, so izdelki, ki nosijo oznako "ekološki", vzbujajo veliko zanimanje in vse večje povpraševanje. In organske LED diode niso izjema. Nove tehnološke rešitve in novi izdelki vedno znova pritegnejo pozornost "naprednih" potrošnikov, ki gredo v korak s časom. Kaj je to - organske svetleče diode, kakšna so načela njihovega dela in možnosti za uporabo? To je tema tega članka.

Samo malo zgodovine

Elektroluminiscenčne lastnosti organskih materialov je leta 1950 odkril francoski fizik Andre Bernanoz. Toda šele leta 1987 je to odkritje postalo tehnološka rešitev v prvi napravi OLED, ki jo je izdelal Kodak. In leta 2000 so trije kemiki naenkrat - A. McDiarmid, H. Shirakawa in A. Heeger - prejeli Nobelovo nagrado za odkritja na tem področjutanko prevodni polimeri organskega izvora. Šele leta 2008 je prišla v prodajo prva sijalka OSRAM OLED, od tega je bilo izdelanih le 25 izvodov po ceni 25.000 evrov. Danes takšne svetilke ponuja več podjetij po ceni 500 evrov, v OLED tehnologijah pa je že več smeri: PHOLED, TOLED, FOLED in druge, ki so razumljive le strokovnjakom.

Kje je ekološko?

Nenavadno, vendar uporaba besede "ekološko" v tem kontekstu nima nobene zveze s proizvodi živalskega ali rastlinskega izvora. Organske svetleče diode ali OLED (iz angleškega Organic Light Emitting Diode) je polprevodnik iz ogljikovega materiala, ki ustvarja sevanje, ko skozenj teče električni tok. Pri njihovi izdelavi se uporabljajo izdelki organske kemije (ogljikove spojine), zaradi česar jih lahko imenujemo organske LED.

Oblikovanje in sestava

Naprava je sestavljena iz štirih delov: osnove, anode, katode, prevodne in sevalne plasti. Osnova ali substrat je lahko iz steklenih, plastičnih ali metaliziranih plošč. Anoda je indijev oksid, dopiran s kositrom. Prevodna in sevalna plast sta plasti polimerov in organskih spojin z nizko molekulsko maso. Katoda je izdelana iz aluminija, kalcija ali druge kovine.

Tehnologija ni za fizike

Organske svetleče diode so razporejene po principu sendviča. Več tankih plasti polprevodnikovorganskega izvora so stisnjeni med različno nabitimi elektrodami (pozitivnimi in negativnimi). In vse to se nahaja na podlagi prozornega materiala - stekla ali plastike (na primer fleksibilni poliamid). Ko tok teče skozi elektrode, tvorijo nabite delce (kvazidelce in elektrone). V srednjem organskem sloju se ti delci koncentrirajo in ustvarjajo visokoenergetsko vzbujanje, ki povzroči oddajanje svetlobe različnih barv s strani organske plasti. Tako je aktivna matrika na organskih svetlečih diodah natančno luminiscenčne ali fosforescentne organske plasti.

Vrste nizov OLED

OLED zasloni so glede na vrsto matrike razdeljeni na aktivno matriko in pasivno matriko. Naprave z aktivno matriko krmilijo tankoslojni tranzistorji s polnim učinkom, ki so nameščeni pod anodno folijo. Pri pasivni matriki se slika oblikuje na presečišču pravokotno nameščenih anodnih in katodnih trakov, medtem ko se krmiljenje izvaja iz zunanjega vezja. Na podlagi tega obstajajo tri sheme za barvne zaslone OLED:

• Z ločenimi barvnimi oddajniki - tri organske matrice oddajajo tri primarne barve (modro, zeleno in rdečo), iz katerih je slika oblikovana.
• S tremi belimi oddajniki in posebnimi barvnimi filtri.
• Modri oddajniki pretvarjajo kratke valovne dolžine v dolge valovne dolžine rdeče in zelene barve.

Sodobna aplikacija

Danes se v glavnem uporabljajo tehnologije OLEDvisoko specializirani razvoj. Holografske naprave in naprave za nočno opazovanje, organski prikazovalniki avtoradiev in digitalnih kamer, zasloni telefonov in svetlobnih virov, televizorji in monitorji - vse to je realnost tehnologij OLED.

življenjska doba OLED

Vse sodobne naprave, ustvarjene s to tehnologijo, prej ali slej pokažejo barvno izgorevanje. Že ob odprtju so odkrili krhkost sevanja organskih svetlečih diod. Življenjska doba naprave danes velja za skoraj izčrpano, če se je svetlost zaslona zmanjšala za 50%. Delovanje se ustavi pri tem kazalniku približno 70%. Toda naložbe korporacij v te tehnologije se izplačajo – pogosteje kot ne potrošniki zamenjajo zastarele naprave, preden so blizu konca njihove življenjske dobe.

največ

Največja plošča OLED doslej je produkt skupnega projekta OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Velikost plošče je 33 x 33 cm, površina aktivnega dela je 828 kvadratnih metrov. cm, in zaslonka - 76%. Pri svetlosti 1 tisoč kandel na kvadratni meter je pretok svetlobnih delcev 25 lumnov na vat. Največja plošča Lumiotec, ki je danes v prodaji, je velika 15 krat 15 centimetrov in ima svetlobni tok do 60 lumnov na vat, kar je enako eni fluorescentni žarnici. Panasonic načrtuje, da bo do leta 2020 predstavil OLED zaslon s 128 lumnov na vat. Konkurira ji ameriška korporacijaDoE, ki obljublja plošče z do 170 lumnov na vat.

Možnosti za OLED plošče

Večina obstoječih modelov danes je prototipov. So dragi, izdelani v omejenih količinah, se ne upogibajo in še niso dovolj učinkoviti. Velike korporacije so svoje dejavnosti usmerile v znižanje stroškov projekta, povečanje velikosti in produktivnosti. Strokovnjaki napovedujejo množično pojavljanje tega izdelka po dostopnih cenah na svetovnem trgu do leta 2020.

OLED osvetlitev

Ekološke LED diode v razsvetljavi so na trgu še vedno v povojih. Nobena korporacija še ni začela množične proizvodnje tega izdelka. Cena takšnih svetilk je za povprečnega potrošnika še vedno precej visoka, njihova svetlost in življenjska doba pa puščata veliko želenega. Svetovni tržni delež OLED osvetlitve v vrednosti 75 milijard dolarjev je precej majhen znesek. Potrošniki teh izdelkov niso posamezniki, temveč druge korporacije, ki se ukvarjajo z oblikovanjem pohištva in prostorov, pa tudi korporacije v avtomobilski industriji.

Prednosti in slabosti

Ekološke LED diode imajo tako prednosti kot slabosti. Med prvimi so nesporna njihova nizka poraba energije in enakomerna porazdelitev svetlobe po celotni plošči, visoka učinkovitost, prijaznost do okolja in mehka svetloba. Toda glavna prednost je sposobnost, da jim damo prožnost in subtilnost. In pomanjkljivosti lahko štejemo za kratko življenjsko dobo diod, visoke stroške in tehnološke težave (organskekomponenta ob stiku z vodo oksidira, kar zahteva dodatno tesnjenje). Toda korporacije še naprej vlagajo v razvoj teh tehnologij in jih vidijo kot prihodnost elektronike.

Kako trajnostno je to

OLED materiali ne vsebujejo težkih kovin in strupenih elementov, kot je živo srebro. Enostavno se reciklirajo in ne zahtevajo posebnega zbiranja in dodatnih tehnoloških zmogljivosti za odlaganje. Iridij v OLED fosforescenčnih sijalkah ni strupen in količina je izjemno majhna. Prevoz tankih in lahkih OLED plošč zahteva manj sredstev, kar znižuje stroške in zmanjšuje obremenitev okolja. Na primer, 55-palčni OLED TV je debel 4 mm in tehta približno 4-5 kilogramov.

Fikcija bo postala resničnost

Kljub skepticizmu nekaterih strokovnjakov je večina prepričana, da bo tehnologija OLED velik preboj v 21. stoletju. Fantastični projekti bodo postali resnični, in sicer:

• Prav te tehnologije bodo omogočile ustvarjanje ne iluzorne, ampak precej realistične tridimenzionalne slike.
• Osvetlitev povsod bodo zamenjale sijalke OLED.
• Pojavile se bodo prozorne sončne celice.
• Prilagodljivi monitorji pripomočkov bodo prišli v vaš žep.
• Neverjetno lahki monitorji z visoko kakovostjo barv in širokim vidnim kotom bodo imeli takojšen odziv, najmanjšo velikost in dimenzije.
• Uporaba tehnologije v vojaški industriji je na splošno neverjetna.
• Tukajžareča oblačila so se že pojavila v dizajnerskih zbirkah.

Toda ne ustavite se pri tem - moto teoretikov in praktikov. Sodobna znanost je že dolgo na točki razcepa, ko vsako odkritje lahko spremeni razvoj civilizacije v povsem nepredvidljiv potek. Primerov takšnih odkritij je veliko: to je polnost vakuuma, Krasnikove cevi in celo odkritje organskih spojin v globokem vesolju. Danes so avantgarda elektronskih pripomočkov organske svetleče diode, kaj pa jutri - kdo ve?