Ce sunt diodele organice de lumină?

Odată cu sosirea comunității mondiale în conceptul de dezvoltare durabilă, care implică ecologizarea întregii industrii și creșterea gradului de conștientizare ecologică a consumatorului, produsele pe care există denumirea "organică" cauzează un mare interes și cererii crescute. Iar diodele organice de lumină nu au devenit o excepție. Noi soluții tehnologice și produse noi atrag atenția consumatorilor "avansați", care țin pasul cu vremurile. Ce este - diode organice de lumină, care sunt principiile funcționării lor și perspectivele de utilizare a acestora? Acesta este subiectul acestui articol.

Un pic de istorie

Proprietățile electroluminiscente ale materialelor organice au fost descoperite în 1950 de fizicianul francez Andre Bernanoz. Dar numai în 1987 această descoperire a obținut o soluție tehnologică în primul dispozitiv OLED fabricat de Kodak. Și în anul 2000, la doar trei chimiști - A. Macdiarmid și H. Shirakawa și A. HEEGER - au primit Premiul Nobel pentru descoperirile sale în domeniul polimerilor tonkoprovodyaschih organice. Numai în 2008 a fost lansată prima lampă OLED de la compania OSRAM, din care 25 de piese au fost produse la un preț de 25 de mii de euro. În prezent, astfel de lămpi sunt oferite de mai multe companii la un preț de 500 de euro, și există deja câteva direcții în tehnologiile OLED: PHOLED, TOLED, FOLED și altele, care sunt clare doar pentru specialiști.

Unde este organicul?

Ciudat cum se pare, utilizarea cuvântului "organic" în acest context nu are nimic de-a face cu produsele de origine animală sau vegetală. Diode organice de emisie de lumină sau OLED (diodă de emisie ecologică în engleză) este un semiconductor fabricat din material de carbon care generează radiații atunci când un curent electric trece prin el. Când sunt fabricate, se utilizează produse de chimie organică (compuși de carbon), ceea ce ne permite să le numim diode organice de emisie de lumină.

Structura și compoziția

Dispozitivul în sine constă din patru părți: stratul de bază, anodul, catodul, conductorul și radiația. Substratul sau substratul pot fi realizate din plăci din sticlă, plastic sau metalizat. Anodul este oxid de indiu dopat cu staniu. Stratul conductiv și radiant sunt straturile de polimeri și compuși organici cu conținut scăzut de molecule. Catodul este fabricat din aluminiu, calciu sau alt metal.

Tehnologia muncii nu este pentru fizicieni

Diodele organice de emitere a luminii sunt aranjate pe principiul unui sandwich. Mai multe straturi subțiri de semiconductori de origine organică sunt introduse între electrozi încărcați diferit (pozitivi și negativi). Și toate acestea se bazează pe un material transparent - sticlă sau plastic (de exemplu, poliimidă flexibilă). Când curentul trece prin electrozii, ele formează particule încărcate (cvasiparticule și electroni). În stratul organic mediu, aceste particule se concentrează și creează excitații de energie înaltă, ceea ce determină emisia de lumină de diferite culori printr-un strat organic. Matricea activă a diodelor emițătoare de lumină organică este așadar straturi organice luminescente sau fosforescent.

Tipuri de diode organice emise de lumină

Afișajele OLED după tipul de matrice sunt împărțite în matrice activă și matrice pasivă. Dispozitivele cu matrice activă sunt controlate de tranzistoare cu efect de câmp subțire, care se află sub filmul anodic. În imaginea matricei pasive se formează în punctul de intersecție a benzilor anodice și catodice perpendiculare, cu control efectuat de la un circuit extern. Pe baza acestui fapt, există trei scheme de afișări color OLED:

• Cu emițătoare de culori separate - trei matrice organice emit trei culori de bază (albastru, verde și roșu), de unde se formează o imagine.
• Cu trei emițătoare albe și filtre speciale de culoare.
• Emițătorii de albastru transformă undele scurte în valuri lungi de culori roșii și verzi.

Aplicație modernă

În prezent, tehnologiile OLED sunt utilizate în principal în dezvoltarea extrem de specializată. Holografia și dispozitive de vedere de noapte, afișaje ecologice ale aparatelor de fotografiat radio și digitale, ecrane telefonice și surse de lumină, televizoare și monitoare - toate acestea sunt deja realitatea tehnologiilor OLED.

Durata de viață a dispozitivelor OLED

Toate dispozitivele moderne create cu această tehnologie, mai devreme sau mai târziu, arată o arsură a luminozității culorii. Chiar și la descoperire, a fost găsită fragilitatea radiației diodelor emițătoare de lumină organică. Resursa de funcționare a aparatului astăzi este considerată aproape epuizată, dacă luminozitatea afișajului a scăzut cu 50%. Funcționarea la acest indicator este oprită la aproximativ 70%. Dar investițiile corporative în dezvoltarea acestor tehnologii dau rezultate - adesea consumatorul schimbă dispozitivul învechit chiar înainte de a se apropia de sfârșitul duratei de viață.

Cel mai mult

Cel mai mare panou cu LED-uri organice pentru astăzi este un produs al unui proiect comun al corporațiilor OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Dimensiunea panoului este de 33 cm, 33 cm, iar partea activă este de 828 m2. cm și diafragmă - 76%. La o luminozitate de 1 mii candele pe metru pătrat, fluxul de particule de lumină este de 25 lumeni pe watt. Cel mai mare panou din Lumiotec, vândut astăzi, are o dimensiune de 15 până la 15 centimetri și un flux luminos de până la 60 de lumeni pe watt, care este egal cu un bec cu fluorescență. O companie Panasonic, până în 2020, intenționează să lanseze pe piață afișarea pe diode emițătoare de lumină organică cu un flux de lumină de 128 lumeni pe watt. Ea concurează cu compania americană DoE, care promite panouri cu un flux de până la 170 lumeni pe watt.

Outlook panouri OLED

Majoritatea probelor existente astăzi sunt prototipuri. Ele sunt scumpe, fabricate în loturi limitate, nu se îndoaie și nu sunt încă suficient de eficiente. Corporațiile mari și-au concentrat activitățile asupra reducerii costului proiectului, mărirea dimensiunii și creșterea productivității. Experții prezic aspectul în masă al acestui produs cu prețuri accesibile pe piața mondială până în 2020.

OLED de iluminat

Ecranele organice de iluminare în iluminat sunt încă pe piață în embrion. Producția în masă a acestui produs nu a fost încă lansată de nici o corporație. Prețul acestor corpuri de iluminat este încă destul de ridicat pentru consumatorul mediu, iar luminozitatea și durata de viață lasă mult de dorit. Cifra de afaceri de 75 de miliarde de dolari pe piața mondială, care reprezintă ponderea iluminatului OLED, este o sumă destul de mică. Consumatorii acestui produs nu sunt indivizi, ci alte corporații care sunt implicate în proiectarea de mobilier și spații, precum și corporația industriei de automobile.

Avantaje și dezavantaje

Diodele organice cu emisie luminată au avantaje și dezavantaje. Printre acestea, consumul lor redus de energie și distribuția uniformă a luminii pe tot cuprinsul panoului sunt incontestabile, de înaltă eficiență, de mediu și de lumină moale. Dar avantajul principal este capacitatea de a le oferi flexibilitate și subtilitate. Iar neajunsurile pot fi considerate servicii de scurtă durată a diodelor, costuri ridicate și probleme tehnologice (componenta organică este oxidată prin contactul cu apa, ceea ce necesită etanșare suplimentară). Dar corporațiile continuă să investească în dezvoltarea acestor tehnologii, văzând în ele viitorul electronicii.

Este ecologic?

Materialele OLED nu conțin metale grele și elemente toxice, cum ar fi mercurul. Sunt ușor de procesat și nu necesită colectări speciale și capacități suplimentare de procesare pentru eliminare. Lămpile fosforescoase Iridium pe diode organice de lumină nu sunt toxice, iar cantitatea lor este extrem de mică. Transportul panourilor OLED subțiri și ușoare necesită mai puține resurse, ceea ce reduce costurile și reduce povara asupra mediului. De exemplu, un televizor cu un monitor OLED cu diagonala de 55 cm are o grosime de 4 mm și cântărește aproximativ 4-5 kilograme.

Sci-Fi-ul devine realitate

În ciuda scepticismului anumitor experți, cei mai mulți sunt convinși că tehnologiile OLED vor fi un progres major în secolul XXI. Proiectele fantastice vor deveni reale, și anume:

• Aceste tehnologii vor permite să nu creeze o imagine tridimensională iluzorie, dar reală.
• Iluminarea de pretutindeni va înlocui lămpile OLED.
• Panourile solare transparente vor apărea.
• Gadget-urile monitoare flexibile pot fi găzduite în buzunar.
• Monitoarele incredibil de luminoase, cu o calitate ridicată a culorilor și un unghi larg de vizualizare, vor avea răspuns instantaneu, dimensiuni și dimensiuni minime.
• Utilizarea tehnologiei în industria militară în general este uimitoare.
• Dar îmbrăcămintea luminoasă a apărut deja în colecțiile de designeri.

Dar nu vă concentrați asupra a ceea ce sa realizat - motto-ul oamenilor de știință și practicienilor teoreticieni. Știința modernă a fost mult timp în punctul de bifurcare, când orice descoperire poate transforma dezvoltarea civilizației într-un canal complet imprevizibil. Exemple de astfel de descoperiri abundă: aceasta este plinătatea vidului și conductele Krasnikov și chiar descoperirea compușilor organici în spațiul adânc. Astăzi, avangarda gadget-urilor electronice este LED-uri organice, iar mâine - cine știe?