Ce sunt LED-urile organice?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Odată cu apariția comunității mondiale la conceptul de dezvoltare durabilă, care presupune ecologizarea întregii industrii și creșterea gradului de conștientizare a consumatorului asupra mediului, produsele care poartă eticheta „bio” atrag un mare interes și cerere în creștere. Și LED-urile organice nu fac excepție. Noile soluții tehnologice și noi produse atrag invariabil atenția consumatorilor „avansați” care țin pasul cu vremurile. Ce este - diode organice emițătoare de lumină, care sunt principiile muncii lor și perspectivele de utilizare? Acesta este subiectul acestui articol.

Doar un pic de istorie

Proprietățile electroluminiscente ale materialelor organice au fost descoperite în 1950 de către fizicianul francez Andre Bernanoz. Dar abia în 1987 această descoperire a devenit o soluție tehnologică în primul dispozitiv OLED fabricat de Kodak. Și în 2000, trei chimiști deodată - A. McDiarmid, H. Shirakawa și A. Heeger - au primit Premiul Nobel pentru descoperiri în domeniupolimeri conductori subțiri de origine organică. Abia în 2008 a intrat în vânzare prima lampă OSRAM OLED, din care au fost realizate doar 25 de exemplare la prețul de 25.000 de euro. Astăzi, astfel de lămpi sunt oferite de mai multe companii la prețul de 500 de euro, iar în tehnologiile OLED există deja mai multe direcții: PHOLED, TOLED, FOLED și altele de înțeles doar specialiștilor.

Unde este organic?

Destul de ciudat, dar utilizarea cuvântului „organic” în acest context nu are nimic de-a face cu produsele de origine animală sau vegetală. Diode organice emițătoare de lumină, sau OLED (din engleză Organic Light Emitting Diode), este un semiconductor realizat din material de carbon care generează radiații atunci când trece un curent electric prin el. La fabricarea lor se folosesc produse de chimie organică (compuși de carbon), ceea ce ne permite să le numim LED-uri organice.

Design și compoziție

Dispozitivul în sine este format din patru părți: bază, anod, catod, straturi conductoare și radiante. Baza sau substratul poate fi din sticlă, plastic sau plăci metalizate. Anodul este oxid de indiu dopat cu staniu. Straturile conductoare și radiante sunt straturi de polimeri și compuși organici cu greutate moleculară mică. Catodul este fabricat din aluminiu, calciu sau alt metal.

Tehnologia nu este pentru fizicieni

Diodele organice emițătoare de lumină sunt dispuse pe principiul unui sandwich. Mai multe straturi subțiri de semiconductoride origine organică sunt cuprinse între electrozi încărcați diferit (pozitivi și negativi). Și toate acestea sunt situate pe baza unui material transparent - sticlă sau plastic (de exemplu, poliamidă flexibilă). Când curentul trece prin electrozi, aceștia formează particule încărcate (cvasiparticule și electroni). În stratul organic mediu, aceste particule sunt concentrate și creează o excitație de în altă energie, care provoacă emisia de lumină de diferite culori de către stratul organic. Astfel, matricea activă a diodelor organice emițătoare de lumină este tocmai straturi organice luminiscente sau fosforescente.

Tipuri de matrice OLED

Afișajele OLED sunt împărțite în matrice activă și matrice pasivă după tipul de matrice. Dispozitivele cu matrice activă sunt controlate de tranzistori cu efect de câmp cu film subțire, care sunt situate sub filmul anodului. În matricea pasivă, imaginea este formată în punctul de intersecție al benzilor anodului și catodic situate perpendicular, în timp ce controlul este efectuat dintr-un circuit extern. Pe baza acestui fapt, există trei scheme pentru afișajele OLED color:

• Cu emițători de culoare separate - trei matrici organice emit trei culori primare (albastru, verde și roșu) din care se formează imaginea.
• Cu trei emitatoare albe și filtre speciale de culoare.
• Emițătorii de albastru convertesc lungimile de undă scurte în lungimi de undă lungi de roșu și verde.

Aplicație modernă

Astăzi, tehnologiile OLED sunt utilizate în principal îndezvoltări în alt specializate. Dispozitive de holografie și viziune pe timp de noapte, afișaje organice ale radiourilor auto și camerelor digitale, ecrane de telefon și surse de lumină, televizoare și monitoare - toate acestea sunt realitatea tehnologiilor OLED.

Durata de viață OLED

Toate dispozitivele moderne create utilizând această tehnologie, mai devreme sau mai târziu, prezintă intensitate de culoare. Chiar și la deschidere a fost descoperită fragilitatea radiației diodelor organice emițătoare de lumină. Durata de viață a unui dispozitiv astăzi este considerată aproape epuizată dacă luminozitatea afișajului a scăzut cu 50%. Funcționarea este oprită la acest indicator de aproximativ 70%. Dar investițiile corporațiilor în aceste tehnologii dau roade - de cele mai multe ori, consumatorii schimbă dispozitivele învechite înainte ca acestea să fie aproape de sfârșitul duratei de viață.

Cel mai mult

Cel mai mare panou OLED până în prezent este produsul unui proiect comun între OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Dimensiunea panoului este de 33 pe 33 cm, aria părții active este de 828 mp. cm, iar diafragma - 76%. Cu o luminozitate de 1 mie de candele pe metru pătrat, fluxul de particule de lumină este de 25 de lumeni pe watt. Cel mai mare panou Lumiotec de vânzare astăzi are 15 pe 15 centimetri și are un flux luminos de până la 60 de lumeni pe watt, ceea ce este egal cu un bec fluorescent. Și Panasonic intenționează să lanseze un afișaj OLED de 128 de lumeni pe watt până în 2020. O corporație americană concurează cu eaDoE, care promite panouri cu până la 170 de lumeni pe watt.

Perspective pentru panourile OLED

Majoritatea modelelor existente astăzi sunt prototipuri. Sunt scumpe, sunt realizate în cantități limitate, nu se îndoaie și nu sunt încă suficient de eficiente. Marile corporații și-au concentrat activitățile pe reducerea costului proiectului, creșterea dimensiunii și creșterea productivității. Experții prevăd apariția în masă a acestui produs cu prețuri accesibile pe piața mondială până în 2020.

Iluminare OLED

Leduri organice din iluminat sunt încă la început pe piață. Producția în masă a acestui produs nu a fost încă lansată de nicio corporație. Prețul unor astfel de lămpi este încă destul de mare pentru consumatorul mediu, iar luminozitatea și viața lor lasă de dorit. Cota de piață globală de 75 de miliarde de dolari a iluminatului OLED este o sumă destul de mică. Consumatorii acestor produse nu sunt persoane fizice, ci alte corporații care sunt angajate în proiectarea de mobilier și spații, precum și corporații din industria auto.

Pro și contra

LED-urile organice au atât avantaje, cât și dezavantaje. Printre primele, consumul lor redus de energie și distribuția uniformă a luminii pe întregul panou, eficiența ridicată, respectarea mediului și lumina moale sunt incontestabile. Dar principalul avantaj este capacitatea de a le oferi flexibilitate și subtilitate. Iar deficiențele pot fi considerate durata scurtă de viață a diodelor, costul ridicat și problemele tehnologice (organicecomponenta se oxidează la contactul cu apa, ceea ce necesită etanșare suplimentară). Dar corporațiile continuă să investească în dezvoltarea acestor tehnologii, considerându-le viitorul electronicelor.

Cât de durabil este acesta

Materiale OLED nu conțin metale grele și elemente toxice precum mercurul. Sunt ușor de reciclat și nu necesită colectare specială și capacități tehnologice suplimentare pentru eliminare. Iridul lămpilor fosforescente OLED este netoxic și cantitatea este extrem de mică. Transportul panourilor OLED subțiri și ușoare necesită mai puține resurse, ceea ce reduce costurile și scade povara asupra mediului. De exemplu, un televizor OLED de 55 de inchi are 4 mm grosime și cântărește aproximativ 4-5 kilograme.

Ficțiunea va deveni realitate

În ciuda scepticismului unor experți, cei mai mulți sunt încrezători că tehnologia OLED va fi o descoperire majoră în secolul 21. Proiectele fantastice vor deveni reale, și anume:

• Aceste tehnologii vor face posibilă crearea unei imagini tridimensionale nu iluzorii, ci destul de realiste.
• Iluminarea de pretutindeni va fi înlocuită cu lămpi OLED.
• Vor apărea panouri solare transparente.
• Monitoare gadget flexibile vor încăpea în buzunar.
• Monitoare incredibil de ușoare, cu o calitate în altă a culorii și un unghi larg de vizualizare, vor avea un răspuns instantaneu, cele mai mici dimensiuni și dimensiuni.
• Aplicarea tehnologiei în industria militară este în general uimitoare.
• Aicihaine strălucitoare au apărut deja în colecțiile de designer.

Dar nu te opri aici - motto-ul oamenilor de știință și al practicienilor teoreticieni. Știința modernă se află de mult într-un punct de bifurcație, când orice descoperire poate transforma dezvoltarea civilizației într-un curs complet imprevizibil. Există o mulțime de exemple de astfel de descoperiri: aceasta este plinătatea vidului și țevile lui Krasnikov și chiar descoperirea compușilor organici în spațiul profund. Astăzi, avangarda gadgeturilor electronice sunt diodele organice emițătoare de lumină, dar ce mâine - cine știe?