Органикалық жарықдиодтар дегеніміз не?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Бүкіл саланы жасылдандыруды және тұтынушының экологиялық санасын арттыруды көздейтін тұрақты даму концепциясына әлемдік қауымдастықтың келуімен «органикалық» белгісі бар өнімдер үлкен қызығушылық тудырып отыр. және сұраныстың артуы. Ал органикалық светодиодтар ерекшелік емес. Жаңа технологиялық шешімдер мен жаңа өнімдер үнемі уақыт көшіне ілесетін «озық» тұтынушылардың назарын аударады. Бұл не - органикалық жарық диодтары, олардың жұмыс істеу принциптері және пайдалану перспективалары қандай? Бұл мақаланың тақырыбы.

Біраз ғана тарих

Органикалық материалдардың электролюминесценттік қасиеттерін 1950 жылы француз физигі Андре Бернаноз ашқан. Бірақ бұл жаңалық тек 1987 жылы ғана Kodak шығарған бірінші OLED құрылғысының технологиялық шешімі болды. Ал 2000 жылы бірден үш химик – А. Макдиармид, Х. Ширакава және А. Хигер – саладағы жаңалықтары үшін Нобель сыйлығының лауреаты атанды.органикалық текті жұқа өткізгіш полимерлер. Тек 2008 жылы бірінші OSRAM OLED шамы сатылымға шықты, оның тек 25 данасы 25 000 еуро бағасымен шығарылды. Бүгінгі күні мұндай шамдарды бірнеше компания 500 еуро бағасымен ұсынады және OLED технологияларында қазірдің өзінде бірнеше бағыт бар: PHOLED, TOLED, FOLED және басқалары тек мамандарға түсінікті.

Органикалық заттар қайда?

Бір ғажабы, бірақ бұл контексте «органикалық» сөзінің қолданылуының жануар немесе өсімдік тектес өнімдерге еш қатысы жоқ. Органикалық жарық шығаратын диодтар немесе OLED (ағылшын тілінен шыққан Organic Light Emitting Diode) - электр тогы өткен кезде сәуле шығаратын көміртекті материалдан жасалған жартылай өткізгіш. Оларды өндіруде органикалық химия өнімдері (көміртекті қосылыстар) пайдаланылады, бұл оларды органикалық жарықдиодтар деп атауға мүмкіндік береді.

Дизайн және композиция

Құрылғының өзі төрт бөліктен тұрады: негіз, анод, катод, өткізгіш және сәуле шығару қабаттары. Негіз немесе субстрат шыныдан, пластиктен немесе металдандырылған пластинадан жасалған болуы мүмкін. Анод - қалайы қосылған индий оксиді. Өткізгіш және сәуле шығаратын қабаттар полимерлер мен төмен молекулалы органикалық қосылыстардың қабаттары болып табылады. Катод алюминийден, кальцийден немесе басқа металдан жасалған.

Технология физиктерге арналмаған

Органикалық жарық шығаратын диодтар сэндвич принципі бойынша орналастырылған. Жартылай өткізгіштердің бірнеше жұқа қабаттарыорганикалық шығу тегі әр түрлі зарядталған электродтардың (оң және теріс) арасында орналасқан. Және мұның бәрі мөлдір материал - шыны немесе пластик (мысалы, икемді полиамид) негізінде орналасқан. Электродтар арқылы ток өткенде олар зарядталған бөлшектерді (квазибөлшектер мен электрондар) түзеді. Ортаңғы органикалық қабатта бұл бөлшектер шоғырланып, органикалық қабаттың әртүрлі түсті жарық шығаруын тудыратын жоғары энергиялық қозуды тудырады. Осылайша, органикалық жарық шығаратын диодтардағы белсенді матрица дәл люминесцентті немесе фосфорлы органикалық қабаттар болып табылады.

OLED массивтерінің түрлері

OLED дисплейлері матрица түрі бойынша белсенді матрицалық және пассивті матрицалық болып бөлінеді. Белсенді матрицалық құрылғылар анодтық пленка астында орналасқан жұқа қабықшалы өрістік транзисторлармен басқарылады. Пассивті матрицада кескін перпендикуляр орналасқан анод пен катод жолақтарының қиылысу нүктесінде қалыптасады, ал басқару сыртқы тізбектен жүзеге асырылады. Осының негізінде түрлі-түсті OLED дисплейлерінің үш схемасы бар:

• Бөлек түсті эмитенттермен - үш органикалық матрица кескін қалыптасатын үш негізгі түсті (көк, жасыл және қызыл) шығарады.
• Үш ақ эмитентпен және арнайы түс сүзгілерімен.
• Көк сәуле шығарғыштар қысқа толқын ұзындығын қызыл және жасыл ұзын толқын ұзындығына түрлендіреді.

Заманауи қолданба

Бүгінгі таңда OLED технологиялары негізінен пайдаланыладыжоғары мамандандырылған әзірлемелер. Голография және түнгі көру құрылғылары, автокөлік радиосы мен сандық камералардың органикалық дисплейлері, телефон экрандары мен жарық көздері, теледидарлар мен мониторлар – мұның бәрі OLED технологияларының шындығы.

OLED қызмет ету мерзімі

Осы технологияны пайдаланып жасалған барлық заманауи құрылғылар ерте ме, кеш пе түстердің күйіп кетуін көрсетеді. Тіпті ашылу кезінде органикалық жарық диодтарының сәулеленуінің нәзіктігі анықталды. Дисплей жарықтығы 50%-ға төмендесе, құрылғының қызмет ету мерзімі бүгінде таусылған деп саналады. Бұл көрсеткіш шамамен 70% болғанда жұмыс тоқтатылды. Бірақ корпорациялардың бұл технологияларға салған инвестициясы өз жемісін беруде – тұтынушылар әдетте ескірген құрылғыларды қызмет мерзімі аяқталмай тұрып ауыстырады.

Ең көп

Бүгінгі күнге дейін ең үлкен OLED панелі OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS арасындағы бірлескен жобаның өнімі болып табылады. Панель өлшемі 33 х 33 см, белсенді бөлігінің ауданы 828 шаршы метр. см, ал апертура - 76%. Бір шаршы метрге 1 мың кандела жарықтығымен жарық бөлшектерінің ағыны бір ватт үшін 25 люменді құрайды. Бүгінгі күні сатылымдағы ең үлкен Lumiotec панелі 15-тен 15 сантиметрге дейін және бір ватт үшін 60 люменге дейін жарық ағыны бар, бұл бір флуоресцентті шамға тең. Ал Panasonic 2020 жылға қарай бір ватқа 128 люмен OLED дисплейін шығаруды жоспарлап отыр. Онымен америкалық корпорация бәсекелеседіDoE, ол бір ваттқа 170 люменге дейінгі панельдерді ұсынады.

OLED панельдерінің болашағы

Қазіргі кездегі дизайндардың көпшілігі прототиптер. Олар қымбат, шектеулі мөлшерде жасалған, бүгілмейді және әлі жеткілікті тиімді емес. Ірі корпорациялар өз қызметін жобаның құнын төмендетуге, көлемін ұлғайтуға және өнімділікті арттыруға бағыттады. Сарапшылар 2020 жылға қарай бұл өнімнің әлемдік нарықта қолжетімді бағамен жаппай пайда болуын болжайды.

OLED жарықтандыру

Жарықтандырудағы органикалық жарықдиодты шамдар нарықта әлі бастапқы сатысында. Бұл өнімнің жаппай өндірісін әлі ешбір корпорация жолға қойған жоқ. Мұндай шамдардың бағасы қарапайым тұтынушы үшін әлі де айтарлықтай жоғары, ал олардың жарықтығы мен өмір сүру ұзақтығы көп нәрсені қалады. OLED жарықтандыруының әлемдік нарықтағы 75 миллиард долларлық үлесі өте аз сома. Бұл өнімдерді тұтынушылар жеке тұлғалар емес, жиһаздар мен үй-жайларды жобалаумен айналысатын басқа корпорациялар, сондай-ақ автомобиль өнеркәсібіндегі корпорациялар болып табылады.

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Органикалық жарықдиодтардың артықшылықтары да, кемшіліктері де бар. Біріншілерінің арасында олардың төмен қуат тұтынуы және жарықтың бүкіл панельге біркелкі таралуы, жоғары тиімділік, экологиялық тазалық және жұмсақ жарық талассыз. Бірақ басты артықшылығы - оларға икемділік пен нәзіктік беру мүмкіндігі. Ал кемшіліктерді диодтардың қысқа қызмет ету мерзімі, жоғары құны және технологиялық проблемалары (органикалық) деп санауға болады.компонент сумен жанасқанда тотығады, бұл қосымша герметизацияны қажет етеді). Бірақ корпорациялар бұл технологияларды электрониканың болашағы ретінде қарастырып, оларды дамытуға инвестиция салуды жалғастыруда.

Бұл қаншалықты тұрақты

OLED материалдарында ауыр металдар мен сынап сияқты улы элементтер жоқ. Олар оңай қайта өңделеді және кәдеге жарату үшін арнайы жинауды және қосымша технологиялық қуаттарды қажет етпейді. OLED фосфорлы лампалардың иридийі улы емес және мөлшері өте аз. Жұқа және жеңіл OLED панельдерін тасымалдау аз ресурстарды қажет етеді, бұл шығындарды азайтады және қоршаған ортаға жүктемені азайтады. Мысалы, 55 дюймдік OLED теледидардың қалыңдығы 4 мм және салмағы шамамен 4-5 келі.

Көркем әдебиет шындыққа айналады

Кейбір сарапшылардың скептицизміне қарамастан, көпшілігі OLED технологиясы 21 ғасырда үлкен серпіліс болатынына сенімді. Фантастикалық жобалар шындыққа айналады, атап айтқанда:

• Осы технологиялар иллюзорлық емес, нақты үш өлшемді суретті жасауға мүмкіндік береді.
• Барлық жердегі жарықтандыру OLED шамдарына ауыстырылады.
• Мөлдір күн панельдері пайда болады.
• Икемді гаджет мониторлары қалтаңызға сыяды.
• Түс сапасы жоғары және көру бұрышы кең керемет жеңіл мониторлар лезде жауап береді, ең кіші өлшемдер мен өлшемдер.
• Технологияның әскери өнеркәсіпте қолданылуы әдетте таңқаларлық.
• ОсындаЖарқыраған киімдер дизайнерлердің топтамаларында әлдеқашан пайда болды.

Бірақ мұнымен тоқтап қалмаңыз - теориялық ғалымдар мен практиктердің ұраны. Қазіргі ғылым әлдеқашан бифуркация нүктесінде болды, кез келген жаңалық өркениеттің дамуын мүлде болжауға болмайтын бағытқа айналдыруы мүмкін. Мұндай ашылулардың көптеген мысалдары бар: бұл вакуумның толықтығы және Красников құбырлары, тіпті терең кеңістікте органикалық қосылыстардың ашылуы. Бүгінгі таңда электронды гаджеттердің авангардтары органикалық жарық диодтары болып табылады, бірақ ертең не болады - кім біледі?