Vad är organiska lysdioder?

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Med tillkomsten av världssamfundet till konceptet hållbar utveckling, vilket innebär att hela branschen gröngörs och konsumentens miljömedvetenhet ökar, väcker produkter som bär märkningen "ekologiska" stort intresse och ökande efterfrågan. Och organiska lysdioder är inget undantag. Nya tekniska lösningar och nya produkter lockar alltid uppmärksamheten från "avancerade" konsumenter som håller jämna steg med tiden. Vad är det - organiska lysdioder, vilka är principerna för deras arbete och framtidsutsikter för användning? Detta är ämnet för den här artikeln.

Bara lite historia

De elektroluminescerande egenskaperna hos organiska material upptäcktes 1950 av den franske fysikern Andre Bernanoz. Men det var inte förrän 1987 som denna upptäckt blev en teknisk lösning i den första OLED-enheten som tillverkades av Kodak. Och år 2000 tilldelades tre kemister samtidigt - A. McDiarmid, H. Shirakawa och A. Heeger - Nobelpriset för upptäckter inom områdettunnledande polymerer av organiskt ursprung. Först 2008 började den första OSRAM OLED-lampan säljas, varav endast 25 exemplar gjordes till ett pris av 25 000 euro. Idag erbjuds sådana lampor av flera företag till ett pris av 500 euro, och det finns redan flera riktningar inom OLED-teknik: PHOLED, TOLED, FOLED och andra som bara är förståeliga för specialister.

Var är ekologiskt?

Konstigt nog, men användningen av ordet "ekologisk" i detta sammanhang har ingenting att göra med produkter av animaliskt eller vegetabiliskt ursprung. Organic light emitting diodes, eller OLED (från engelska Organic Light Emitting Diode), är en halvledare gjord av kolmaterial som genererar strålning när en elektrisk ström passerar genom den. I deras tillverkning används organiska kemiska produkter (kolföreningar), vilket gör att vi kan kalla dem organiska lysdioder.

Design och komposition

Själva enheten består av fyra delar: bas, anod, katod, ledande och strålande lager. Basen eller substratet kan göras av glas, plast eller metalliserade plattor. Anoden är indiumoxid dopad med tenn. De ledande och strålande skikten är skikt av polymerer och organiska föreningar med låg molekylvikt. Katoden är gjord av aluminium, kalcium eller annan metall.

Teknik är inte för fysiker

Organiska lysdioder är arrangerade enligt principen om en sandwich. Flera tunna lager av halvledareav organiskt ursprung är inklämda mellan olika laddade elektroder (positiva och negativa). Och allt detta är beläget på basis av ett transparent material - glas eller plast (till exempel flexibel polyamid). När ström passerar genom elektroderna bildar de laddade partiklar (kvasipartiklar och elektroner). I det organiska mittskiktet koncentreras dessa partiklar och skapar högenergiexcitation, vilket orsakar utsläpp av ljus av olika färger från det organiska skiktet. Således är den aktiva matrisen på organiska lysdioder exakt luminescerande eller fosforescerande organiska skikt.

Typer av OLED-arrayer

OLED-skärmar är uppdelade i aktiv matris och passiv matris efter typ av matris. Active-matrix-enheter styrs av tunnfilmsfälteffekttransistorer, som är placerade under anodfilmen. I passiv matris bildas bilden vid skärningspunkten för vinkelrätt placerade anod- och katodremsor, medan styrningen utförs från en extern krets. Baserat på detta finns det tre scheman för OLED-färgskärmar:

• Med separata färgsändare - tre organiska matriser avger tre primärfärger (blå, grön och röd) som bilden är bildad av.
• Med tre vita sändare och speciella färgfilter.
• Blå sändare omvandlar korta våglängder till långa våglängder av rött och grönt.

Modern applikation

Idag används OLED-teknik främst imycket specialiserade utvecklingar. Holografi- och mörkerseendeenheter, organiska skärmar av bilradioapparater och digitalkameror, telefonskärmar och ljuskällor, TV-apparater och monitorer – allt detta är OLED-teknikens verklighet.

OLED-livslängd

Alla moderna enheter som skapats med den här tekniken uppvisar förr eller senare färginbränning. Redan vid öppningen upptäcktes bräckligheten i strålningen från organiska lysdioder. Livslängden för en enhet idag anses nästan vara slut om displayens ljusstyrka har minskat med 50 %. Driften stoppas vid denna indikator på cirka 70 %. Men företags investeringar i dessa tekniker lönar sig - oftare än inte byter konsumenter föråldrade enheter innan de närmar sig slutet av sin livslängd.

Mest mest

Den största OLED-panelen hittills är produkten av ett gemensamt projekt mellan OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Panelstorleken är 33 x 33 cm, arean för den aktiva delen är 828 kvm. cm, och bländare - 76%. Med en ljusstyrka på 1 tusen candela per kvadratmeter är flödet av ljuspartiklar 25 lumen per watt. Den största Lumiotec-panelen som säljs idag är 15 gånger 15 centimeter och har ett ljusflöde på upp till 60 lumen per watt, vilket är lika med en lysrörslampa. Och Panasonic planerar att lansera en 128 lumen per watt OLED-skärm till 2020. Ett amerikanskt företag konkurrerar med detDoE, som utlovar paneler med upp till 170 lumen per watt.

Prospekter för OLED-paneler

De flesta befintliga designerna idag är prototyper. De är dyra, tillverkade i begränsade mängder, böjer sig inte och är ännu inte tillräckligt effektiva. Stora företag har fokuserat sina aktiviteter på att minska kostnaderna för projektet, öka storleken och öka produktiviteten. Experter förutspår massutseendet på denna produkt med överkomliga priser på världsmarknaden senast 2020.

OLED-belysning

Ekologiska lysdioder i belysning är fortfarande i sin linda på marknaden. Massproduktion av denna produkt har ännu inte lanserats av något företag. Priset på sådana lampor är fortfarande ganska högt för den genomsnittliga konsumenten, och deras ljusstyrka och livslängd lämnar mycket att önska. Den globala marknadsandelen på 75 miljarder dollar för OLED-belysning är en ganska liten summa. Konsumenterna av dessa produkter är inte privatpersoner, utan andra företag som är engagerade i design av möbler och lokaler, såväl som företag inom fordonsindustrin.

För- och nackdelar

Ekologiska lysdioder har både fördelar och nackdelar. Bland de första är deras låga energiförbrukning och enhetliga ljusfördelning över hela panelen, höga effektivitet, miljövänlighet och mjuka ljus obestridliga. Men den största fördelen är förmågan att ge dem flexibilitet och subtilitet. Och bristerna kan betraktas som den korta livslängden för dioderna, de höga kostnaderna och tekniska problem (organiskakomponenten oxiderar vid kontakt med vatten, vilket kräver ytterligare tätning). Men företag fortsätter att investera i utvecklingen av dessa tekniker och ser dem som framtiden för elektronik.

Hur hållbart är detta

OLED-material innehåller inte tungmetaller och giftiga ämnen som kvicksilver. De är lätta att återvinna och kräver ingen speciell insamling och ytterligare teknisk kapacitet för kassering. Iridium i OLED-fosforescerande lampor är giftfritt och mängden är extremt liten. Transport av tunna och lätta OLED-paneler kräver mindre resurser, vilket minskar kostnaderna och minskar belastningen på miljön. Till exempel är en 55-tums OLED-TV 4 mm tjock och väger cirka 4-5 kilogram.

Fiktion kommer att bli verklighet

Trots vissa experters skepsis är de flesta övertygade om att OLED-teknik kommer att bli ett stort genombrott under 2000-talet. Fantastiska projekt kommer att bli verkliga, nämligen:

• Det är dessa teknologier som kommer att göra det möjligt att skapa inte en illusorisk utan ganska realistisk tredimensionell bild.
• Belysning överallt kommer att ersättas av OLED-lampor.
• Transparenta solpaneler kommer att dyka upp.
• Flexibla prylskärmar får plats i fickan.
• Otroligt lätta bildskärmar med hög färgkvalitet och en bred betraktningsvinkel ger omedelbar respons, den minsta storleken och dimensionerna.
• Tekniktillämpningen inom militärindustrin är generellt sett fantastisk.
• Härglödande kläder har redan dykt upp i designerkollektioner.

Men sluta inte där - mottot för teoretiska vetenskapsmän och praktiker. Den moderna vetenskapen har länge befunnit sig i en splittring, när vilken upptäckt som helst kan göra civilisationens utveckling till en helt oförutsägbar kurs. Det finns gott om exempel på sådana upptäckter: detta är vakuumets fullhet, och Krasnikovs rör, och till och med upptäckten av organiska föreningar i rymden. Idag är avantgardet för elektroniska prylar organiska lysdioder, men vad imorgon - vem vet?