Hvad er organiske LED'er?

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Med fremkomsten af verdenssamfundet til konceptet om bæredygtig udvikling, som indebærer en grønnere af hele industrien og øget miljøbevidsthed hos forbrugeren, tiltrækker produkter, der bærer mærket "økologisk" stor interesse og stigende efterspørgsel. Og organiske lysdioder er ingen undtagelse. Nye teknologiske løsninger og nye produkter tiltrækker uvægerligt opmærksomheden fra "avancerede" forbrugere, der følger med tiden. Hvad er det - organiske lysemitterende dioder, hvad er principperne for deres arbejde og muligheder for brug? Dette er emnet for denne artikel.

Bare lidt historie

De elektroluminescerende egenskaber af organiske materialer blev opdaget i 1950 af den franske fysiker Andre Bernanoz. Men det var først i 1987, at denne opdagelse blev en teknologisk løsning i den første OLED-enhed fremstillet af Kodak. Og i 2000 blev tre kemikere på én gang - A. McDiarmid, H. Shirakawa og A. Heeger - tildelt Nobelprisen for opdagelser på områdettyndtledende polymerer af organisk oprindelse. Først i 2008 kom den første OSRAM OLED-lampe til salg, hvoraf kun 25 kopier blev lavet til en pris af 25.000 euro. I dag tilbydes sådanne lamper af flere virksomheder til en pris på 500 euro, og der er allerede flere retninger inden for OLED-teknologier: PHOLED, TOLED, FOLED og andre, som kun er forståelige for specialister.

Hvor er organisk?

Mærkeligt nok, men brugen af ordet "økologisk" i denne sammenhæng har intet at gøre med produkter af animalsk eller vegetabilsk oprindelse. Organic light emitting diodes, eller OLED (fra det engelske Organic Light Emitting Diode), er en halvleder lavet af kulstofmateriale, der genererer stråling, når en elektrisk strøm passerer gennem den. I deres fremstilling anvendes organiske kemiske produkter (kulstofforbindelser), hvilket giver os mulighed for at kalde dem organiske LED'er.

Design og komposition

Selve enheden består af fire dele: base, anode, katode, ledende og udstrålende lag. Basen eller underlaget kan være lavet af glas, plast eller metalliserede plader. Anoden er indiumoxid doteret med tin. De ledende og udstrålende lag er lag af polymerer og organiske forbindelser med lav molekylvægt. Katoden er lavet af aluminium, calcium eller andet metal.

Teknologi er ikke for fysikere

Organiske lysemitterende dioder er arrangeret efter princippet om en sandwich. Flere tynde lag af halvledereaf organisk oprindelse er klemt mellem forskelligt ladede elektroder (positive og negative). Og alt dette er placeret på basis af et gennemsigtigt materiale - glas eller plast (for eksempel fleksibel polyamid). Når strøm passerer gennem elektroderne, danner de ladede partikler (kvasipartikler og elektroner). I det midterste organiske lag er disse partikler koncentreret og skaber højenergi excitation, som forårsager udsendelse af lys af forskellige farver fra det organiske lag. Den aktive matrix på organiske lysemitterende dioder er således netop selvlysende eller fosforescerende organiske lag.

Typer af OLED-arrays

OLED-skærme er opdelt i aktiv matrix og passiv matrix efter matrixtypen. Active-matrix-enheder styres af tyndfilms-felteffekttransistorer, som er placeret under anodefilmen. I passiv matrix dannes billedet i skæringspunktet mellem vinkelret placerede anode- og katodestrimler, mens styringen udføres fra et eksternt kredsløb. Baseret på dette er der tre skemaer for farve OLED-skærme:

• Med separate farveemittere - tre organiske matricer udsender tre primære farver (blå, grøn og rød), som billedet er dannet af.
• Med tre hvide emittere og specielle farvefiltre.
• Blå emittere konverterer korte bølgelængder til lange bølgelængder af rød og grøn.

Moderne applikation

I dag bruges OLED-teknologier hovedsageligt ihøjt specialiserede udviklinger. Holografi- og nattesynsenheder, organiske skærme af bilradioer og digitale kameraer, telefonskærme og lyskilder, tv'er og skærme - alt dette er virkeligheden af OLED-teknologier.

OLED-levetid

Alle moderne enheder, der er oprettet ved hjælp af denne teknologi, udviser før eller siden farveindbrænding. Selv ved åbningen blev skrøbeligheden af strålingen fra organiske lysemitterende dioder opdaget. En enheds levetid betragtes i dag som næsten opbrugt, hvis skærmens lysstyrke er faldet med 50 %. Driften stoppes ved denne indikator på omkring 70%. Men virksomheders investeringer i disse teknologier betaler sig - oftere end ikke skifter forbrugere forældede enheder, før de er tæt på slutningen af deres levetid.

Mest mest

Det største OLED-panel til dato er et produkt af et fælles projekt mellem OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Panelstørrelsen er 33 x 33 cm, arealet af den aktive del er 828 kvm. cm, og blænde - 76%. Med en lysstyrke på 1 tusind candela per kvadratmeter er fluxen af lyspartikler 25 lumen per watt. Det største Lumiotec-panel, der sælges i dag, er 15 gange 15 centimeter og har en lysstrøm på op til 60 lumen pr. watt, hvilket er lig med én lysstofrør. Og Panasonic planlægger at lancere en 128 lumen pr. watt OLED-skærm inden 2020. Et amerikansk selskab konkurrerer med detDoE, som lover paneler med op til 170 lumen pr. watt.

Udsigter for OLED-paneler

De fleste eksisterende designs i dag er prototyper. De er dyre, fremstillet i begrænsede mængder, bøjer ikke og er endnu ikke effektive nok. Store virksomheder har fokuseret deres aktiviteter på at reducere omkostningerne ved projektet, øge størrelsen og øge produktiviteten. Eksperter forudsiger dette produkts masseudseende med overkommelige priser på verdensmarkedet inden 2020.

OLED-belysning

Økologiske LED'er i belysning er stadig i deres vorden på markedet. Masseproduktion af dette produkt er endnu ikke blevet lanceret af nogen virksomhed. Prisen på sådanne lamper er stadig ret høj for den gennemsnitlige forbruger, og deres lysstyrke og levetid lader meget tilbage at ønske. Den globale markedsandel på 75 milliarder USD for OLED-belysning er et ret lille beløb. Forbrugerne af disse produkter er ikke enkeltpersoner, men andre virksomheder, der er engageret i design af møbler og lokaler, såvel som virksomheder i bilindustrien.

Fordele og ulemper

Økologiske LED'er har både fordele og ulemper. Blandt de første er deres lave strømforbrug og ensartede lysfordeling over hele panelet, høj effektivitet, miljøvenlighed og blødt lys uomtvistelige. Men den største fordel er evnen til at give dem fleksibilitet og subtilitet. Og manglerne kan betragtes som den korte levetid af dioderne, de høje omkostninger og teknologiske problemer (organiskkomponent oxiderer ved kontakt med vand, hvilket kræver yderligere forsegling). Men virksomheder fortsætter med at investere i udviklingen af disse teknologier og ser dem som fremtiden for elektronik.

Hvor bæredygtigt er dette

OLED-materialer indeholder ikke tungmetaller og giftige elementer såsom kviksølv. De genanvendes let og kræver ikke særlig indsamling og yderligere teknologisk kapacitet til bortskaffelse. Iridium af OLED-phosphorescerende lamper er ikke-giftigt, og mængden er ekstremt lille. Transport af tynde og lette OLED-paneler kræver færre ressourcer, hvilket reducerer omkostningerne og reducerer belastningen af miljøet. For eksempel er et 55-tommer OLED-tv 4 mm tykt og vejer omkring 4-5 kilogram.

Fiktion bliver til virkelighed

På trods af nogle eksperters skepsis er de fleste overbeviste om, at OLED-teknologi vil være et stort gennembrud i det 21. århundrede. Fantastiske projekter bliver virkelige, nemlig:

• Det er disse teknologier, der vil gøre det muligt at skabe ikke et illusorisk, men ganske realistisk tredimensionelt billede.
• Belysning over alt vil blive erstattet af OLED-lamper.
• Transparente solpaneler vises.
• Fleksible gadget-skærme passer i din lomme.
• Utroligt lette skærme med høj farvekvalitet og en bred betragtningsvinkel vil have en øjeblikkelig respons, den mindste størrelse og dimensioner.
• Anvendelsen af teknologi i militærindustrien er generelt fantastisk.
• Herglødende tøj er allerede dukket op i designerkollektioner.

Men stop ikke der - mottoet for teoretiske videnskabsmænd og praktikere. Moderne videnskab har længe været på et splittelsespunkt, hvor enhver opdagelse kan gøre civilisationens udvikling til et fuldstændig uforudsigeligt forløb. Der er masser af eksempler på sådanne opdagelser: dette er fylden af vakuumet og Krasnikovs rør, og endda opdagelsen af organiske forbindelser i det dybe rum. I dag er avantgarden inden for elektroniske gadgets organiske lysdioder, men hvad i morgen - hvem ved?