Kakšne organske svetleče diode?

S prihodom svetovne skupnosti v koncept trajnostnega razvoja, ki pomeni ekoloizacijo celotne industrije in povečanje okoljske ozaveščenosti potrošnika, proizvodi, na katerih obstaja oznaka "ekološki", povzročajo velik interes in povečano povpraševanje. In organske svetleče diode niso postale izjema. Nove tehnološke rešitve in novi izdelki vedno pritegnejo pozornost "naprednih" potrošnikov, ki so v teku s časom. Kaj je to - organske svetleče diode, kakšna so načela njihovega delovanja in možnosti za njegovo uporabo? To je tema tega članka.

Precej zgodovine

Elektroluminiscenčne lastnosti organskih snovi so leta 1950 odkrili francoski fizik Andre Bernanoz. Toda le leta 1987 je to odkritje pridobilo tehnološko rešitev v prvi OLED napravi, ki jo je izdelal Kodak. In leta 2000 so samo trije kemiki - A. McDiarmid, H. Sirakawa in A. Heger - prejeli Nobelovo nagrado za odkritja na področju fino prevodnih polimerov organskega izvora. Šele leta 2008 je bila v prodaji prva svetilka OLED iz družbe OSRAM, od tega 25 kosov po ceni 25 tisoč evrov. Danes takšne svetilke ponujajo več podjetij po ceni 500 evrov, pri tehnologijah OLED pa že obstaja več smeri: PHOLED, TOLED, FOLED in drugi, ki so jasni samo strokovnjakom.

Kje je organska?

Čudno, kot se zdi, uporaba besede "organska" v tem kontekstu nima nič s proizvodi živalskega ali rastlinskega izvora. Ekološke svetleče diode ali OLED (iz angleške organske svetleče diode) je polprevodnik iz ogljikovega materiala, ki povzroči sevanje, ko gre skozi električni tok. Ko so izdelani, se uporabljajo izdelki organske kemije (spojine ogljika), kar nam omogoča, da jih imenujemo organske svetleče diode.

Struktura in sestava

Naprava je sestavljena iz štirih delov: baze, anode, katode, prevodnih in sevalnih plasti. Podlaga ali substrat je lahko izdelana iz steklenih, plastičnih ali metaliziranih plošč. Anoda je indij oksid dopiran z kositrom. Prevodna in sevalna plast sta plasti polimerov in nizko molekularnih organskih spojin. Katoda je iz aluminija, kalcija ali druge kovine.

Tehnologija dela ni za fizike

Organske svetleče diode so urejene po načelu sendviča. Več tanjših slojev polprevodnikov organskega izvora je posejano med različno nabitimi elektrodami (pozitivno in negativno). In vse to temelji na prozornem materialu - steklu ali plastiki (npr. Fleksibilnem polimidu). Ko tok poteka skozi elektrode, tvorijo nabojne delce (kvazipodule in elektrone). V povprečni organski plasti se ti delci koncentrirajo in ustvarjajo visokoenergetsko vzbujanje, kar povzroči emisijo svetlobe različnih barv z organsko plastjo. Aktivna matrica na organskih svetlečih diodah je torej luminescentna ali fosforezentna organska plast.

Vrste organskih svetlečih diod

Zasloni OLED po vrsti matrike so razdeljeni v aktivno matriko in pasivno matriko. Aktivne matrične naprave nadzirajo tanki filmski tranzistorji s polnim učinkom, ki se nahajajo pod anodnim filmom. V pasivnem matričnem sliki se oblikuje na točki presečišča pravokotno narejenih anodnih in katodnih trakov, pri čemer se nadzor izvaja iz zunanjega vezja. Na podlagi tega obstajajo trije modeli barvnih OLED zaslonov:

• Z ločenimi barvnimi oddajniki - trije organski matriki oddajajo tri osnovne barve (modre, zelene in rdeče), iz katerih se oblikuje slika.
• S tremi belimi emitirji in posebnimi barvnimi filtri.
• Modri ​​emiteri pretvarjajo kratke valove v dolge valove rdečih in zelenih barv.

Moderna uporaba

V današnjem času se tehnologije OLED uporabljajo predvsem v visoko specializiranih razvoju. Holografija in naprave za nočno opazovanje, organski prikaz radijskih in digitalnih kamer, zaslonov telefona in svetlobnih virov, televizorjev in monitorjev - vse to je že resničnost OLED tehnologij.

Življenjska doba naprav OLED

Vse sodobne naprave, ustvarjene s to tehnologijo, prej ali slej kažejo izgorevanje svetlosti barve. Tudi pri odkritju je bila ugotovljena krhkost sevanja organskih svetlobnih diod. Vir delovanja današnje naprave se šteje za skoraj izčrpano, če se svetlost zaslona zmanjša za 50%. Delovanje pri tem indikatorju se ustavi pri približno 70%. Toda podjetniške naložbe v razvoj teh tehnologij dajejo svoje rezultate - pogosteje potrošnik spremeni napravo, ki je zastarela, še preden se približa skoraj koncu življenjske dobe.

Največ

Največji panel z ekološkimi LED dioda za danes je produkt skupnega projekta korporacij OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Velikost plošče je 33 x 33 cm, površina aktivnega dela je 828 kvadratnih metrov. cm in odprtino - 76%. Pri svetlosti 1 tisoč kandel na kvadratni meter je pretok lahkih delcev 25 lumnov na vat. Največji panel Lumiotec, ki se danes prodaja, ima velikost 15 s 15 centimetrov in svetlobni tok do 60 lumnov na vat, kar je enako eni fluorescenčni žarnici. Podjetje Panasonic do leta 2020 načrtuje, da bo na trgu prikazoval organske svetleče diode s svetlobnim pretokom 128 lumnov na vat. Tekmuje z ameriško družbo DoE, ki obljublja panele s pretokom do 170 lumnov na vat.

Outlook OLED plošče

Večina obstoječih vzorcev je danes prototipe. So dragi, proizvedeni v omejenih serijah, se ne upogibajo in še niso dovolj učinkoviti. Velike družbe so svoje dejavnosti usmerile v zmanjšanje stroškov projekta, povečanje velikosti in povečanje produktivnosti. Strokovnjaki napovedujejo masovni videz tega izdelka z dostopnimi cenami na svetovnem trgu do leta 2020.

OLED razsvetljava

Organske svetleče diode v razsvetljavi so še vedno na trgu v zarodku. Masovne proizvodnje tega izdelka še ni začela nobena družba. Cena takšnih svetilk je za povprečnega potrošnika še vedno precej visoka, svetlost in življenjska doba pa ostajajo precej zaželeni. Promet v vrednosti 75 milijard USD na svetovnem trgu, ki predstavlja delež svetlobe OLED, je dokaj majhen. Potrošniki tega izdelka niso posamezniki, temveč druge družbe, ki se ukvarjajo z načrtovanjem pohištva in prostorov ter avtomobilske industrije.

Prednosti in slabosti

Organske svetleče diode imajo prednosti in slabosti. Med prvimi je njihova nizka poraba energije in enakomerna porazdelitev svetlobe po celotni plošči nedvomna, visoka učinkovitost, prijaznost do okolja in mehka svetloba. Toda glavna prednost je sposobnost, da jim dajo fleksibilnost in subtilnost. In pomanjkljivosti se lahko šteje za kratkotrajno servisiranje diod, visoki stroški in tehnološki problemi (organska komponenta se oksidira s stikom z vodo, kar zahteva dodatno tesnjenje). Toda korporacije še naprej vlagajo v razvoj teh tehnologij, saj v njih vidijo prihodnost elektronike.

Ali je okolju prijazen?

OLED-materiali ne vsebujejo težkih kovin in toksičnih elementov, kot je živo srebro. Z lahkoto se obdelujejo in ne zahtevajo posebnih zbirnih in dodatnih predelovalnih zmogljivosti za odstranjevanje. Iridiumove fosforescentne svetilke na organskih svetlobnih diodah niso nestrupene in je njegova količina zelo majhna. Prevoz tankih in svetlih OLED plošč zahteva manj virov, kar zmanjšuje stroške in zmanjšuje breme za okolje. Na primer, televizor z OLED monitorjem z diagonalo 55 cm ima debelino 4 mm in tehta približno 4-5 kilogramov.

Sci-Fi postane realnost

Kljub skepticizmu nekaterih strokovnjakov je večina prepričanih, da bodo OLED tehnologije velik prodor v 21. stoletju. Fantastični projekti bodo postali resnični, in sicer:

• Te tehnologije, ki bodo omogočile, da ne ustvarijo iluzorne, a precej resnične tridimenzionalne slike.
• Svetilka povsod bo zamenjala svetilke OLED.
• Pojavile se bodo prozorne sončne celice.
• Prilagodljivi pripomočki za monitorje lahko namestite v žep.
• Izjemno lahki monitorji z visoko kakovostjo barv in širokim kotom gledanja imajo takojšen odziv, najmanjšo velikost in dimenzije.
• Uporaba tehnologije v vojaški industriji na splošno je neverjetna.
• Toda svetlobna oblačila so se že pojavila v kolekciji oblikovalca.

Toda ne stopajte na to, kar je bilo doseženo - moto teoretičnih znanstvenikov in praktikov. Sodobna znanost je že dolgo na točki bifurkacije, ko lahko katero koli odkritje spremenijo razvoj civilizacije v povsem nepredvidljiv kanal. Primeri takšnih odkritij so obilnejši: to je polnost vakuuma in cevi Krasnikov, pa tudi odkritje organskih spojin v globokem prostoru. Danes je avantgarda elektronskih pripomočkov organske LED, jutri pa kdo ve?