Τι είναι οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός;

Με την έλευση της παγκόσμιας κοινότητας στην έννοιαη αειφόρος ανάπτυξη, η οποία συνεπάγεται την οικολογικοποίηση ολόκληρης της βιομηχανίας και την αύξηση της περιβαλλοντικής ευαισθητοποίησης του καταναλωτή · Και οι οργανικές λυχνίες LED δεν αποτελούν εξαίρεση. Νέες τεχνολογικές λύσεις και νέα προϊόντα προσελκύουν πάντοτε την προσοχή των "προηγμένων" καταναλωτών, διατηρώντας τις εποχές. Τι είναι αυτό - οι οργανικές λυχνίες LED, ποιες είναι οι αρχές της δουλειάς τους και οι προοπτικές χρήσης τους; Αυτό είναι το θέμα αυτού του άρθρου.

Αρκετά ιστορία

Ηλεκτροφωταύγουσες ιδιότητες των οργανικώνυλικά που ανοίχτηκαν το 1950 από τον γάλλο φυσικό Andre Bernanos. Αλλά μόνο το 1987, αυτή η ανακάλυψη απέκτησε μια τεχνολογική λύση στην πρώτη συσκευή OLED που κατασκευάζει η Kodak. Και το 2000, τρεις χημικοί ταυτόχρονα - A. Mac-Diarmid, H. Shirakawa και A. Heeger - απονεμήθηκαν το βραβείο Νόμπελ για τις ανακαλύψεις τους στον τομέα των λεπτών αγνών πολυμερών οργανικής προέλευσης. Μόνο το 2008, κυκλοφόρησε στην αγορά ο πρώτος λαμπτήρας OLED της εταιρείας OSRAM, εκ των οποίων μόνο 25 αντίγραφα έγιναν σε τιμή 25 χιλ. Ευρώ. Σήμερα, αυτοί οι λαμπτήρες προσφέρουν αρκετές εταιρείες στην τιμή των 500 ευρώ και ήδη υπάρχουν αρκετές περιοχές τεχνολογιών OLED: PHOLED, TOLED, FOLED και άλλες που είναι σαφείς μόνο στους ειδικούς.

Πού είναι βιολογικό;

Παραδόξως, η χρήση της λέξηςΤο "οργανικό" σε αυτό το πλαίσιο δεν έχει καμία σχέση με προϊόντα ζωικής ή φυτικής προέλευσης. Οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός ή OLED (από την αγγλική οργανική δίοδο εκπομπής φωτός) είναι ένας ημιαγωγός κατασκευασμένος από ανθρακούχο υλικό που παράγει ακτινοβολία όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται διαμέσου αυτού. Κατά την κατασκευή τους, χρησιμοποιούνται προϊόντα οργανικής χημείας (ενώσεις άνθρακα), τα οποία μας επιτρέπουν να τα ονομάσουμε βιολογικά διόδους εκπομπής φωτός.

Συσκευή και σύνθεση

Η ίδια η συσκευή αποτελείται από τέσσερα μέρη: βάσης, ανόδου, καθόδου, αγώγιμων και ακτινοβολούμενων στρωμάτων. Η βάση ή το υπόστρωμα μπορεί να είναι από γυαλί, πλαστικό ή μεταλλικές πλάκες. Η άνοδος είναι ένα οξείδιο του ινδίου που είναι εφοδιασμένο με κασσίτερο. Ένα αγώγιμο και ακτινοβόλο στρώμα είναι στρώματα πολυμερών και οργανικών ενώσεων χαμηλού μοριακού βάρους. Η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από αλουμίνιο, ασβέστιο ή άλλο μέταλλο.

Η τεχνολογία δεν είναι για τους φυσικούς

Τα οργανικά LED είναι διατεταγμένα σύμφωνα με την αρχήσάντουιτς Αρκετά λεπτά στρώματα ημιαγωγών οργανικής προέλευσης συσφίγγονται μεταξύ διαφορετικά φορτισμένων ηλεκτροδίων (θετικών και αρνητικών). Και όλα αυτά είναι τοποθετημένα με βάση ένα διαφανές υλικό - γυαλί ή πλαστικό (για παράδειγμα, εύκαμπτο πολυϊμίδιο). Με το πέρασμα του ρεύματος διαμέσου των ηλεκτροδίων σχηματίζουν φορτισμένα σωματίδια (οιονεί σωματίδια και ηλεκτρόνια). Στο μεσαίο οργανικό στρώμα, αυτά τα σωματίδια είναι συγκεντρωμένα και δημιουργούν διέγερση υψηλής ενέργειας, η οποία προκαλεί την εκπομπή φωτός διαφορετικών χρωμάτων από το οργανικό στρώμα. Επομένως, η ενεργός μήτρα στις οργανικές διόδους εκπομπής φωτός είναι ακριβώς οι φωτεινές ή φωσφορίζουσες οργανικές στιβάδες.

Τύποι οργανικών λυχνιών Matrix Organic

Οι οθόνες OLED με τύπο πίνακα χωρίζονται σεενεργή μήτρα και παθητική μήτρα. Οι συσκευές ενεργού μήτρας ελέγχονται από τρανζίστορ με φαινόμενα λεπτής μεμβράνης, τα οποία βρίσκονται κάτω από την ταινία ανόδου. Στην εικόνα παθητικής μήτρας σχηματίζεται στο σημείο τομής των κάθετα τοποθετημένων ανοδικών και καθοδικών λωρίδων και ο έλεγχος ασκείται από το εξωτερικό κύκλωμα. Με βάση αυτό, υπάρχουν τρία σχέδια για έγχρωμες οθόνες OLED:

• Με ξεχωριστούς εκπομπούς χρώματος - τρεις οργανικές μήτρες εκπέμπουν τρία βασικά χρώματα (μπλε, πράσινο και κόκκινο), από τα οποία σχηματίζεται η εικόνα.
• Με τρεις λευκούς εκπομπούς και ειδικά φίλτρα χρώματος.
• Οι μπλε εκπομποί μετατρέπουν τα σύντομα κύματα σε μεγάλα κύματα με κόκκινο και πράσινο χρώμα.

Σύγχρονη εφαρμογή

Σήμερα, οι τεχνολογίες OLED χρησιμοποιούνταικυρίως σε εξειδικευμένες εξελίξεις. Οι συσκευές ολογραφίας και νυχτερινής όρασης, οι οργανικές οθόνες στερεοφωνικών αυτοκινήτων και ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, οθόνες τηλεφώνου και φωτεινές πηγές, τηλεοράσεις και οθόνες είναι όλα πραγματικότητα της τεχνολογίας OLED.

Διάρκεια ζωής της συσκευής OLED

Όλες οι σύγχρονες συσκευές που δημιουργούνται από αυτόΗ τεχνολογία, αργά ή γρήγορα, εμφανίζει μια φωτεινότητα χρώματος εξουθένωσης. Ακόμα και στο άνοιγμα, εντοπίστηκε η ευθραυστότητα της εκπομπής οργανικών LED. Ο πόρος λειτουργίας της συσκευής σήμερα θεωρείται σχεδόν εξαντλημένος, εάν η φωτεινότητα της οθόνης έχει μειωθεί κατά 50%. Η λειτουργία σταματά με αυτόν τον ρυθμό περίπου 70%. Αλλά οι επενδύσεις των εταιρειών στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών αποφέρουν αποτελέσματα - πιο συχνά ο καταναλωτής αλλάζει μια παλιά συσκευή ακόμα και πριν πλησιάσει το κοντινό τέλος της ζωής της.

Το περισσότερο

Ο μεγαλύτερος πίνακας με οργανικά LEDΣήμερα είναι προϊόν ενός κοινού έργου των εταιρειών OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Το μέγεθος του πάνελ είναι 33 με 33 cm, η περιοχή του ενεργού τμήματος είναι 828 τετραγωνικά μέτρα. cm και άνοιγμα - 76%. Σε μια φωτεινότητα χίλιων κεριών ανά τετραγωνικό μέτρο, η ροή των σωματιδίων φωτός είναι 25 lumens ανά watt. Ο μεγαλύτερος πίνακας Lumiotec που πωλείται σήμερα έχει μέγεθος 15 έως 15 εκατοστά και φωτεινή ροή έως 60 lumens ανά watt, η οποία ισούται με έναν λαμπτήρα φθορισμού. Μέχρι το 2020, η Panasonic σχεδιάζει να παρουσιάσει μια οθόνη για τις οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός με φωτεινή ροή 128 lumens ανά watt. Αμφισβητείται από την αμερικανική εταιρία DoE, η οποία υπόσχεται πίνακες με ροή μέχρι 170 lumens ανά watt.

Πίνακες OLED του Outlook

Τα περισσότερα υπάρχοντα δείγματα σήμεραείναι πρωτότυπα. Είναι ακριβά, γίνονται σε περιορισμένες παρτίδες, δεν λυγίζουν και δεν είναι αρκετά αποτελεσματικές. Μεγάλες εταιρείες έχουν εστιάσει τις δραστηριότητές τους στη μείωση του κόστους του έργου, την αύξηση του μεγέθους και την αύξηση της παραγωγικότητας. Οι ειδικοί προβλέπουν μαζική εμφάνιση αυτών των προϊόντων με προσιτές τιμές στην παγκόσμια αγορά μέχρι το 2020.

Φωτισμός OLED

Οργανικά LED στο φωτισμό για τώραπου εκπροσωπείται στην αγορά κατά τη νηπιακή ηλικία. Η μαζική παραγωγή αυτού του προϊόντος δεν έχει ξεκινήσει ακόμη από καμία εταιρεία. Η τιμή τέτοιων λαμπτήρων εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλή για τον μέσο καταναλωτή και η φωτεινότητα και η ανθεκτικότητα αφήνουν πολλά να είναι επιθυμητά. Ο κύκλος εργασιών των 75 δισεκατομμυρίων δολαρίων στην παγκόσμια αγορά, που είναι το μερίδιο του φωτισμού OLED, είναι ένα σχετικά μικρό ποσό. Οι καταναλωτές αυτών των προϊόντων δεν είναι άτομα, αλλά άλλες εταιρείες που ασχολούνται με το σχεδιασμό των επίπλων και των εγκαταστάσεων, καθώς και τις εταιρείες της αυτοκινητοβιομηχανίας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι οργανικές λυχνίες LED έχουν τόσο πλεονεκτήματα όσο καιελλείψεις. Μεταξύ των πρώτων είναι αναμφισβήτητη η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και ομοιόμορφη κατανομή του φωτός σε όλο το πάνελ, υψηλή απόδοση, φιλικότητα προς το περιβάλλον και απαλό φως. Αλλά το κύριο πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα να τους δώσουμε ευελιξία και λεπτότητα. Και οι αδυναμίες μπορούν να θεωρηθούν ως βραχυχρόνιες διόδους, υψηλού κόστους και τεχνολογικά προβλήματα (το οργανικό συστατικό οξειδώνεται κατά την επαφή με το νερό, το οποίο απαιτεί πρόσθετη σφράγιση). Αλλά οι εταιρείες συνεχίζουν να επενδύουν στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών, βλέποντας στο μέλλον το ηλεκτρονικό.

Πόσο πράσινο είναι;

Τα υλικά OLED δεν περιέχουν βαρέα μέταλλα καιόπως το υδράργυρο. Ανακυκλώνονται εύκολα και δεν απαιτούν ειδική συλλογή και πρόσθετη τεχνολογική ικανότητα για απόρριψη. Οι λαμπτήρες φωσφορίζοντος ιριδίου στις οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός είναι μη τοξικοί και το ποσό τους είναι εξαιρετικά μικρό. Η μεταφορά λεπτών και ελαφρών πάνελ OLED απαιτεί λιγότερους πόρους, γεγονός που μειώνει το κόστος και μειώνει την επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, μια τηλεόραση με οθόνη OLED με διαγώνιο 55 ίντσες έχει πάχος 4 mm και ζυγίζει περίπου 4-5 κιλά.

Η μυθοπλασία θα γίνει πραγματικότητα

Παρά το σκεπτικισμό ορισμένων εμπειρογνωμόνων, οι περισσότεροι είναι σίγουροι ότι η τεχνολογία OLED θα είναι η κύρια ανακάλυψη στον 21ο αιώνα. Τα φανταστικά έργα θα γίνουν πραγματικά, και συγκεκριμένα:

• Αυτές οι τεχνολογίες θα επιτρέψουν να μην δημιουργηθεί μια ψευδαίσθηση, αλλά αρκετά ρεαλιστική τρισδιάστατη εικόνα.
• Ο φωτισμός παντού θα αντικαταστήσει τους λαμπτήρες OLED.
• Θα εμφανιστούν διαφανή ηλιακά πάνελ.
• Ευέλικτες οθόνες gadget θα ταιριάζουν στην τσέπη σας.
• Οι απίστευτα ελαφριές οθόνες με υψηλή ποιότητα χρώματος και ευρεία γωνία θέασης θα έχουν άμεση απόκριση, ελάχιστο μέγεθος και μέγεθος.
• Η χρήση της τεχνολογίας στη στρατιωτική βιομηχανία γενικά είναι εκπληκτική.
• Αλλά φωτεινά ρούχα έχουν ήδη εμφανιστεί σε συλλογές σχεδιαστή.

Αλλά μην σταματήσετε εκεί -το σύνθημα των θεωρητικών και των επαγγελματιών. Η σύγχρονη επιστήμη είναι από καιρό στο σημείο της διχασμού, όταν οποιαδήποτε ανακάλυψη μπορεί να μετατρέψει την ανάπτυξη του πολιτισμού σε μια εντελώς απρόβλεπτη πορεία. Παραδείγματα τέτοιων ανακαλύψεων αφθονούν: αυτή είναι η πληρότητα του κενού και των σωλήνων Krasnikov, ακόμη και η ανακάλυψη οργανικών ενώσεων στο βαθύ διάστημα. Σήμερα, τα πρωτοποριακά ηλεκτρονικά gadgets - οργανικές λυχνίες LED, και τι γίνεται αύριο - ποιος ξέρει;