Ar pasaules kopienas atnākšanu pie koncepcijasilgtspējīga attīstība, kas ietver visas nozares ekoloģizāciju un patērētāju vides apziņas palielināšanos, preces, uz kurām ir apzīmējums "organisks", rada lielu interesi un palielina pieprasījumu. Un bioloģiskās gaismas diodes nav izņēmums. Jauni tehnoloģiskie risinājumi un jauni produkti vienmēr piesaista "progresīvo" patērētāju uzmanību, kas seko līdzi laikiem. Kas tas ir - organiskās gaismas diodes, kādi ir to darba principi un izmantošanas perspektīvas? Šis ir šī raksta temats.
Diezgan mazliet vēsture
Organiskās elektroluminiscences īpašībasFrancijas fiziķa Andreja Bernanosa 1950. gadā atvērtie materiāli. Taču tikai 1987. gadā šis atklājums ieguva tehnoloģisku risinājumu pirmajā OLED ierīcē, ko ražoja Kodak. 2000.gadā trīs ķīmiķi vienlaicīgi - A. Mac-Diarmid, H. Sirakawa un A. Heeger - saņēma Nobela prēmiju par atklājumiem plānas vadošas organiskās izcelsmes polimēru jomā. Tikai 2008. gadā tika pārdots pirmais OSRAM uzņēmuma OLED lukturis, no kura tikai 25 kopijas tika veiktas par 25 tūkstošiem eiro. Šodien šīs lampas piedāvā vairākus uzņēmumus par cenu 500 eiro apmērā, un jau ir vairākas OLED tehnoloģiju jomas: PHOLED, TOLED, FOLED un citas, kas ir skaidras tikai speciālistiem.
Kur ir bioloģiski?
Как ни странно, но применение слова “Organic” šajā kontekstā nav saistīts ar dzīvnieku vai augu izcelsmes produktiem. Organiskās gaismas diodes vai OLED (no angļu Organic Light Emitting Diode) ir pusvadītājs, kas izgatavots no oglekļa materiāla, kas rada starojumu, kad elektriskā strāva iet caur to. To ražošanā tiek izmantoti organiskās ķīmijas produkti (oglekļa savienojumi), kas ļauj tos saukt par organiskām gaismas diodēm.
Ierīce un sastāvs
Ierīce pati sastāv no četrām daļām:bāzes, anoda, katoda, vadošie un starojošie slāņi. Pamatne vai pamatne var būt izgatavota no stikla, plastmasas vai metāla. Anods ir indija oksīds, kas dopēts ar alvu. Vadošs un izstarojošs slānis ir polimēru un zemas molekulmasas organisko savienojumu slāņi. Katods ir izgatavots no alumīnija, kalcija vai cita metāla.
Tehnoloģija nav paredzēta fiziķiem
Organiskās gaismas diodes ir sakārtotas atbilstoši principamsviestmaize Starp dažādiem uzlādētiem elektrodiem (pozitīvs un negatīvs) tiek nostiprināti vairāki organiskās izcelsmes pusvadītāju slāņi. Tas viss atrodas uz caurspīdīga materiāla - stikla vai plastmasas (piemēram, elastīga poliimīda). Strādājot caur elektrodiem, tie veido lādētas daļiņas (kvazi-daļiņas un elektroni). Vidējā organiskajā slānī šīs daļiņas ir koncentrētas un rada lielu enerģiju, kas izraisa dažādu krāsu gaismas izstarojumu ar organisko slāni. Tāpēc aktīvā matrica organiskajām gaismas diodēm ir tieši luminiscējošie vai fosforizējošie organiskie slāņi.
Matrix Organic LED tipu veidi
OLED displeji pēc matricas veida ir sadalītiaktīvā matrica un pasīvā matrica. Aktīvās matricas ierīces kontrolē plānas plēves lauka tranzistori, kas atrodas zem anoda plēves. Pasīvā matricā attēls tiek veidots perpendikulāri izvietoto anoda un katoda sloksņu krustošanās punktā, savukārt vadību veic no ārējās ķēdes. Pamatojoties uz to, ir trīs krāsu OLED displeja shēmas:
- Ar atsevišķiem krāsu emitētājiem - trīs organiskās matricas izstaro trīs pamatkrāsas (zilā, zaļā un sarkanā), no kuras veidojas attēls.
- Ar trim baltiem emitētājiem un īpašiem krāsu filtriem.
- Zilie emitētāji pārvērš īsus viļņus uz gariem viļņiem sarkanā un zaļā krāsā.
Mūsdienīga lietošana
Mūsdienās OLED tehnoloģijas tiek izmantotasgalvenokārt īpaši specializētās attīstības jomās. Hologrāfijas un nakts redzamības ierīces, organisko radio un digitālo fotokameru displeji, tālruņu ekrāni un gaismas avoti, televizori un monitori - tas viss jau ir OLED tehnoloģiju realitāte.
OLED ierīces kalpošanas laiks
Visas mūsdienu ierīces, kas izveidotas saskaņā ar totehnoloģijas agrāk vai vēlāk izstaro krāsas. Pat atklāšanas laikā tika atklāts organisko gaismas diodu starojuma trauslums. Ierīces kalpošanas laiks mūsdienās tiek uzskatīts par gandrīz izsmeltu, ja displeja spilgtums ir samazinājies par 50%. Darbība tiek pārtraukta ar šo aptuveni 70% ātrumu. Bet korporāciju ieguldījumi šo tehnoloģiju attīstībā dod rezultātus - biežāk patērētājs novecojušo ierīci maina pat pirms tās kalpošanas laika beigām.
Labākais no labākajiem
Lielākais OLED panelisšodien tas ir OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS korporāciju kopprojekta produkts. Paneļa izmērs - 33 x 33 cm, aktīvās daļas platība - 828 kv. cm, un diafragmas attiecība ir 76%. Ar spilgtumu 1 000 kandelu uz kvadrātmetru gaismas daļiņu plūsma ir 25 lūmeni uz vatu. Lielākā Lumiotec paneļa, ko šodien pārdod, izmērs ir 15 x 15 centimetri, un gaismas plūsma ir līdz 60 lūmeniem uz vatu, kas ir vienāda ar vienu dienasgaismas spuldzi. Un Panasonic Corporation plāno līdz 2020. gadam laist klajā OLED displeju ar gaismas plūsmu 128 lūmenus uz vatu. Ar to konkurē amerikāņu korporācija DoE, kas sola paneļus ar plūsmu līdz 170 lūmeniem uz vatu.
OLED paneļa perspektīvas
Lielākā daļa esošo dizainu šodienir prototipi. Tie ir dārgi, ražoti ierobežotā daudzumā, nelokās un vēl nav pietiekami efektīvi. Lielās korporācijas ir koncentrējušās uz to, lai projekti būtu lētāki, lielāki un produktīvāki. Eksperti prognozē šo produktu ar pieņemamām cenām masveida izskatu pasaules tirgū līdz 2020. gadam.
OLED apgaismojums
OLED apgaismojumā līdz šimtirgū. Masveida šī produkta ražošanu vēl nav uzsākusi neviena korporācija. Šo gaismekļu cena vidusmēra patērētājam joprojām ir diezgan augsta, un spilgtums un ilgmūžība atstāj daudz kā vēlama. 75 miljardu ASV dolāru apgrozījums pasaules tirgū, kas veido OLED apgaismojuma daļu, ir diezgan mazs. Šo produktu patērētāji nav privātpersonas, bet citas korporācijas, kas projektē mēbeles un telpas, kā arī korporācijas automobiļu nozarē.
Stiprās un vājās puses
OLED ir gan priekšrocības, ganierobežojumi. Pirmie ir to zemais enerģijas patēriņš un vienmērīgais gaismas sadalījums pa visu paneli, augsta efektivitāte, videi draudzīgums un maiga gaisma. Bet galvenā priekšrocība ir spēja dot viņiem elastību un smalkumu. Un par trūkumiem var uzskatīt diodes servisa trauslumu, augstās izmaksas un tehnoloģiskās problēmas (organiskais komponents tiek oksidēts, nonākot saskarē ar ūdeni, kam nepieciešama papildu blīvēšana). Bet korporācijas turpina ieguldīt līdzekļus šo tehnoloģiju attīstībā, tajās ieraugot elektronikas nākotni.
Cik tas ir videi draudzīgs
OLED materiālos nav smago metālu untoksiskus elementus, piemēram, dzīvsudrabu. Tās ir viegli pārstrādājamas un tām nav nepieciešama īpaša savākšana un papildu tehnoloģiskas iekārtas iznīcināšanai. OLED fosforescējošo spuldžu irīdijs nav toksisks, un to daudzums ir ļoti mazs. Plānu un vieglu OLED paneļu pārvadāšana prasa mazāk resursu, kas ļauj ietaupīt izmaksas un samazināt vides slogu. Piemēram, 55 collu OLED televizors ir 4 mm biezs un sver apmēram 4-5 kilogramus.
Zinātniskā fantastika kļūs par realitāti
Neskatoties uz dažu ekspertu skepsi, lielākā daļa ir pārliecināti, ka OLED tehnoloģija būs būtisks sasniegums 21. gadsimtā. Fantastiski projekti kļūs reāli, proti:
- Tieši šīs tehnoloģijas ļaus radīt nevis iluzoru, bet gan reālu trīsdimensiju ainu.
- OLED lampas visur aizstās apgaismojumu.
- Parādīsies caurspīdīgi saules paneļi.
- Elastīgi sīkrīku monitori var ietilpt jūsu kabatā.
- Neticami vieglie monitori ar augstu krāsu kvalitāti un platiem skata leņķiem nodrošina tūlītēju reaģēšanu ar minimālu izmēru un nospiedumu.
- Tehnoloģiju izmantošana militārajā rūpniecībā parasti ir pārsteidzoša.
- Bet gaismas apģērbs jau ir parādījies dizaineru kolekcijās.
Bet neapstājieties pie tā -zinātnieku teorētiķu un praktiķu devīze. Mūsdienu zinātne jau sen ir bijusi bifurkācijas brīdī, kad jebkurš atklājums civilizācijas attīstību var pārvērst par pilnīgi neparedzamu kursu. Šādu atklājumu piemēru ir daudz: vakuuma pilnība, Krasņikova caurules un pat organisko savienojumu atklāšana dziļajā kosmosā. Šodien elektronisko ierīču avangards ir organiskas gaismas diodes, un kas rīt - kas zina?
