Avec l'avènement de la communauté mondiale au conceptle développement durable, qui implique l'écologisation de l'ensemble de l'industrie et une sensibilisation accrue des consommateurs à l'environnement, des produits labellisés «bio», suscitent un grand intérêt et une demande accrue. Et les LED organiques ne font pas exception. Les nouvelles solutions technologiques et les nouveaux produits attirent invariablement l'attention des consommateurs "avancés", en suivant le temps. Qu'est-ce que c'est - les LED organiques, quels sont les principes de leur travail et leurs perspectives d'utilisation? C'est le sujet de cet article.
Un peu d'histoire
Propriétés électroluminescentes des organiquesLes matériaux ont été découverts en 1950 par le physicien français Andre Bernanoz. Mais seulement en 1987, cette découverte a acquis une solution technologique dans le premier appareil OLED fabriqué par Kodak. Et en 2000, trois chimistes à la fois - A. Mac-Diarmid, H. Sirakawa et A. Heather - ont reçu le prix Nobel pour leurs découvertes dans le domaine des polymères minces d'origine organique. Ce n'est qu'en 2008 que la première lampe OSRAM OLED a été mise en vente, dont seulement 25 exemplaires ont été réalisés au prix de 25 milliers d'euros. Aujourd'hui, plusieurs entreprises proposent de telles lampes à des prix à partir de 500 euros, et il existe déjà plusieurs directions dans les technologies OLED: PHOLED, TOLED, FOLED et d'autres qui ne sont compréhensibles qu'aux spécialistes.
Où est la matière organique?
Curieusement, mais l'utilisation du mot«Biologique» dans ce contexte n'a rien à voir avec des produits d'origine animale ou végétale. Les LED organiques, ou OLED (de la diode électroluminescente organique anglaise), est un semi-conducteur en matériau carbone qui génère un rayonnement lorsqu'un courant électrique le traverse. Dans leur fabrication, des produits de chimie organique (composés carbonés) sont utilisés, ce qui nous permet de les appeler LED organiques.
Le dispositif et la composition
L'appareil lui-même se compose de quatre parties:couche de base, anode, cathode, conductrice et rayonnante. La base ou le substrat peuvent être des plaques de verre, de plastique ou métallisées. L'anode est de l'oxyde d'indium dopé à l'étain. Une couche conductrice et rayonnante sont des couches de polymères et de composés organiques de bas poids moléculaire. La cathode est en aluminium, calcium ou autre métal.
La technologie n'est pas réservée aux physiciens
Les LED organiques sont disposées selon le principeun sandwich. Plusieurs couches minces de semi-conducteurs d'origine organique sont prises en sandwich entre des électrodes chargées différemment (positives et négatives). Et tout cela est situé sur la base d'un matériau transparent - verre ou plastique (par exemple, polyimide flexible). Lorsque le courant traverse les électrodes, elles forment des particules chargées (quasiparticules et électrons). Dans la couche organique moyenne, ces particules sont concentrées et créent une excitation à haute énergie, ce qui provoque l'émission de lumière de différentes couleurs par la couche organique. Ainsi, la matrice active des diodes électroluminescentes organiques est précisément les couches organiques luminescentes ou phosphorescentes.
Types de réseaux de LED organiques
Les écrans OLED de type matriciel sont divisés enmatrice active et matrice passive. Les dispositifs à matrice active sont contrôlés par des transistors à effet de champ à couches minces qui sont situés sous le film d'anode. Dans une matrice passive, une image est formée à l'intersection de bandes d'anode et de cathode situées perpendiculairement, tandis que le contrôle est effectué à partir d'un circuit externe. Sur cette base, il existe trois schémas d'écrans OLED couleur:
- Avec des émetteurs de couleurs séparés - trois matrices organiques émettent trois couleurs de base (bleu, vert et rouge), à partir desquelles l'image est formée.
- Avec trois émetteurs blancs et des filtres de couleur spéciaux.
- Les émetteurs bleus convertissent les ondes courtes en longues ondes rouges et vertes.
Application moderne
В наше время OLED-технологии находят применение в principalement dans des développements hautement spécialisés. Appareils d'holographie et de vision nocturne, écrans organiques d'autoradios et d'appareils photo numériques, écrans de téléphone et sources de lumière, téléviseurs et moniteurs - tout cela est déjà une réalité des technologies OLED.
Durée de vie des appareils OLED
Tous les appareils modernes créés par cetôt ou tard, la technologie présente un épuisement de la luminosité des couleurs. Même à l'ouverture, la fragilité de l'émission de LED organiques a été découverte. La durée de vie de l'appareil est aujourd'hui considérée comme presque épuisée si la luminosité de l'écran diminue de 50%. L'opération est arrêtée à ce taux d'environ 70%. Mais l'investissement des entreprises dans le développement de ces technologies donne des résultats - le plus souvent, le consommateur change un appareil obsolète avant même qu'il approche de la fin de sa durée de vie.
Le plus
Le plus grand panneau OLEDaujourd'hui, il est le produit d'un projet conjoint des sociétés OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Taille du panneau - 33 x 33 cm, surface de la partie active - 828 pieds carrés cm, et le taux d'ouverture est de 76%. À une luminosité de 1000 candelas par mètre carré, le flux de particules lumineuses est de 25 lumens par watt. Le plus grand panneau Lumiotec vendu aujourd'hui a une taille de 15 sur 15 centimètres et un flux lumineux allant jusqu'à 60 lumens par watt, ce qui équivaut à une lampe fluorescente. Et Panasonic Corporation prévoit de lancer un écran OLED avec un flux lumineux de 128 lumens par watt d'ici 2020. La société américaine DoE est en concurrence avec elle, qui promet des panneaux avec un flux allant jusqu'à 170 lumens par watt.
Perspectives du panneau OLED
La plupart des conceptions existantes aujourd'huisont des prototypes. Ils sont chers, fabriqués en quantités limitées, ne se plient pas et ne sont pas encore assez efficaces. Les grandes entreprises se sont attachées à rendre les projets moins coûteux, plus volumineux et plus productifs. Les experts prédisent l'apparition massive de ces produits à des prix abordables sur le marché mondial d'ici 2020.
Éclairage OLED
LED organiques dans l'éclairage jusqu'à présentprésentés sur le marché à leurs débuts. La production de masse de ce produit n'a encore été lancée par aucune entreprise. Le prix de ces luminaires est encore assez élevé pour le consommateur moyen, et la luminosité et la longévité sont médiocres. Le chiffre d'affaires de 75 milliards de dollars sur le marché mondial, qui représente la part de l'éclairage OLED, est un montant plutôt faible. Les consommateurs de ces produits ne sont pas des particuliers, mais d'autres entreprises qui conçoivent des meubles et des locaux, ainsi que des entreprises de l'industrie automobile.
Forces et faiblesses
Les OLED présentent à la fois des avantages etlimites. Parmi les premiers figurent leur faible consommation d'énergie et leur répartition uniforme de la lumière sur tout le panneau, leur rendement élevé, leur respect de l'environnement et leur lumière douce. Mais le principal avantage est la capacité de leur donner souplesse et subtilité. Et les inconvénients peuvent être considérés comme la fragilité du service de diode, le coût élevé et les problèmes technologiques (le composant organique s'oxyde au contact de l'eau, ce qui nécessite une étanchéité supplémentaire). Mais les entreprises continuent d'investir dans le développement de ces technologies, en y voyant l'avenir de l'électronique.
À quel point c'est écologique
Les matériaux OLED sont exempts de métaux lourds etéléments toxiques tels que le mercure. Ils sont facilement recyclables et ne nécessitent pas de collecte spéciale ni d'installations technologiques supplémentaires pour leur élimination. L'iridium des lampes phosphorescentes OLED est non toxique et en très petite quantité. Le transport de panneaux OLED minces et légers nécessite moins de ressources, ce qui réduit les coûts et réduit la charge sur l'environnement. Par exemple, un téléviseur OLED de 55 pouces mesure 4 mm d'épaisseur et pèse environ 4 à 5 kilogrammes.
La science-fiction deviendra réalité
Malgré le scepticisme de certains experts, la plupart sont convaincus que la technologie OLED sera une percée majeure au 21e siècle. Des projets fantastiques deviendront réels, à savoir:
- Ce sont ces technologies qui permettront de créer une image tridimensionnelle non pas illusoire, mais bien réelle.
- Les lampes OLED remplaceront l'éclairage partout.
- Des panneaux solaires transparents apparaîtront.
- Les moniteurs de gadgets flexibles peuvent tenir dans votre poche.
- Les moniteurs incroyablement légers avec une qualité de couleur élevée et des angles de vision larges offrent une réactivité instantanée dans une taille et un encombrement minimaux.
- L'utilisation de la technologie dans l'industrie militaire est généralement étonnante.
- Mais des vêtements lumineux sont déjà apparus dans les collections de créateurs.
Mais ne vous arrêtez pas là -la devise des scientifiques-théoriciens et des praticiens. La science moderne est depuis longtemps au point de bifurcation, alors que toute découverte peut transformer le développement de la civilisation en un cours complètement imprévisible. Les exemples de telles découvertes sont nombreux: la plénitude du vide, les tubes de Krasnikov et même la découverte de composés organiques dans l'espace lointain. Aujourd'hui, l'avant-garde des gadgets électroniques, ce sont les diodes électroluminescentes organiques, et que sera demain - qui sait?
