Wat zijn organische LED's?

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Met de komst van de wereldgemeenschap naar het concept van duurzame ontwikkeling, wat de vergroening van de hele industrie en de toename van het milieubewustzijn van de consument inhoudt, trekken producten met het label "biologisch" veel belangstelling en toenemende vraag. En organische LED's zijn geen uitzondering. Nieuwe technologische oplossingen en nieuwe producten trekken steevast de aandacht van "geavanceerde" consumenten die met de tijd meegaan. Wat is het - organische lichtemitterende diodes, wat zijn de principes van hun werk en vooruitzichten voor gebruik? Dit is het onderwerp van dit artikel.

Een beetje geschiedenis

De elektroluminescente eigenschappen van organische materialen werden in 1950 ontdekt door de Franse natuurkundige Andre Bernanoz. Maar het duurde tot 1987 voordat deze ontdekking een technologische oplossing werd in het eerste OLED-apparaat van Kodak. En in 2000 kregen drie chemici tegelijk - A. McDiarmid, H. Shirakawa en A. Heeger - de Nobelprijs voor ontdekkingen in het velddungeleidende polymeren van organische oorsprong. Pas in 2008 ging de eerste OSRAM OLED-lamp in de verkoop, waarvan slechts 25 exemplaren werden gemaakt voor een prijs van 25.000 euro. Tegenwoordig worden dergelijke lampen door verschillende bedrijven aangeboden tegen een prijs van 500 euro, en er zijn al verschillende richtingen in OLED-technologieën: PHOLED, TOLED, FOLED en andere die alleen voor specialisten begrijpelijk zijn.

Waar is biologisch?

Vreemd genoeg, maar het gebruik van het woord "biologisch" in deze context heeft niets te maken met producten van dierlijke of plantaardige oorsprong. Organische lichtemitterende diodes, of OLED (van het Engelse Organic Light Emitting Diode), is een halfgeleider gemaakt van koolstofmateriaal dat straling genereert wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. Bij hun fabricage worden organisch-chemische producten (koolstofverbindingen) gebruikt, waardoor we ze organische LED's kunnen noemen.

Ontwerp en compositie

Het apparaat zelf bestaat uit vier delen: basis, anode, kathode, geleidende en stralende lagen. De basis of het substraat kan gemaakt zijn van glas, plastic of gemetalliseerde platen. De anode is indiumoxide gedoteerd met tin. De geleidende en stralende lagen zijn lagen van polymeren en organische verbindingen met een laag molecuulgewicht. De kathode is gemaakt van aluminium, calcium of ander metaal.

Technologie is niet voor natuurkundigen

Organische lichtgevende diodes zijn gerangschikt volgens het principe van een sandwich. Meerdere dunne lagen halfgeleidersvan organische oorsprong zijn ingeklemd tussen verschillend geladen elektroden (positief en negatief). En dit alles bevindt zich op basis van een transparant materiaal - glas of plastic (bijvoorbeeld flexibel polyamide). Wanneer stroom door de elektroden gaat, vormen ze geladen deeltjes (quasideeltjes en elektronen). In de middelste organische laag zijn deze deeltjes geconcentreerd en creëren ze een hoogenergetische excitatie, die de emissie van licht van verschillende kleuren door de organische laag veroorzaakt. De actieve matrix op organische lichtemitterende diodes is dus precies luminescente of fosforescerende organische lagen.

Soorten OLED-arrays

OLED-schermen zijn onderverdeeld in actieve matrix en passieve matrix op basis van het type matrix. Actieve matrix-apparaten worden bestuurd door dunne-film veldeffecttransistoren, die zich onder de anodefilm bevinden. In passieve matrix wordt het beeld gevormd op het snijpunt van loodrecht geplaatste anode- en kathodestroken, terwijl de besturing wordt uitgevoerd vanuit een extern circuit. Op basis hiervan zijn er drie schema's voor OLED-kleurenschermen:

• Met afzonderlijke kleurzenders - drie organische matrices stralen drie primaire kleuren uit (blauw, groen en rood) waaruit het beeld wordt gevormd.
• Met drie witte emitters en speciale kleurenfilters.
• Blauwe zenders zetten korte golflengten om in lange golflengten van rood en groen.

Moderne applicatie

Vandaag de dag worden OLED-technologieën voornamelijk gebruikt inzeer gespecialiseerde ontwikkelingen. Holografie- en nachtzichtapparaten, organische displays van autoradio's en digitale camera's, telefoonschermen en lichtbronnen, tv's en monitoren - dit is allemaal de realiteit van OLED-technologieën.

OLED-levensduur

Alle moderne apparaten die met deze technologie zijn gemaakt, vertonen vroeg of laat kleurinbranding. Al bij de opening werd de kwetsbaarheid van de straling van organische lichtgevende dioden ontdekt. De levensduur van een apparaat wordt tegenwoordig als bijna uitgeput beschouwd als de helderheid van het scherm met 50% is afgenomen. De werking wordt gestopt bij deze indicator van ongeveer 70%. Maar de investeringen van bedrijven in deze technologieën werpen hun vruchten af - vaker wel dan niet, veranderen consumenten verouderde apparaten voordat ze het einde van hun levensduur naderen.

Het meest het meest

Het grootste OLED-paneel tot nu toe is het product van een gezamenlijk project tussen OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. De afmeting van het paneel is 33 bij 33 cm, de oppervlakte van het actieve deel is 828 m². cm, en diafragma - 76%. Met een helderheid van 1000 candela per vierkante meter is de stroom van lichtdeeltjes 25 lumen per watt. Het grootste Lumiotec-paneel dat momenteel te koop is, is 15 bij 15 centimeter en heeft een lichtstroom van maximaal 60 lumen per watt, wat gelijk staat aan één TL-lamp. En Panasonic is van plan om tegen 2020 een 128 lumen per watt OLED-scherm te lanceren. Een Amerikaans bedrijf concurreert ermeeDoE, dat panelen belooft met maximaal 170 lumen per watt.

Vooruitzichten voor OLED-panelen

De meeste bestaande ontwerpen van vandaag zijn prototypes. Ze zijn duur, in beperkte hoeveelheden gemaakt, buigen niet en zijn nog niet effectief genoeg. Grote bedrijven hebben hun activiteiten gericht op het verlagen van de kosten van het project, het vergroten van de omvang en het verhogen van de productiviteit. Experts voorspellen de massale verschijning van dit product met betaalbare prijzen op de wereldmarkt tegen 2020.

OLED-verlichting

Organische leds in verlichting staan nog in de kinderschoenen op de markt. Massaproductie van dit product is nog door geen enkel bedrijf gelanceerd. De prijs van dergelijke lampen is nog steeds vrij hoog voor de gemiddelde consument, en hun helderheid en levensduur laten veel te wensen over. Het wereldwijde marktaandeel van $ 75 miljard aan OLED-verlichting is een vrij klein bedrag. De consumenten van deze producten zijn geen individuen, maar andere bedrijven die zich bezighouden met het ontwerp van meubels en gebouwen, evenals bedrijven in de auto-industrie.

Voors en tegens

Organische LED's hebben zowel voor- als nadelen. Onder de eerste zijn hun lage energieverbruik en uniforme lichtverdeling over het hele paneel, hoge efficiëntie, milieuvriendelijkheid en zacht licht onbetwistbaar. Maar het belangrijkste voordeel is het vermogen om ze flexibiliteit en subtiliteit te geven. En de tekortkomingen kunnen worden beschouwd als de korte levensduur van de diodes, de hoge kosten en technologische problemen (organische)component oxideert bij contact met water, wat een extra afdichting vereist). Maar bedrijven blijven investeren in de ontwikkeling van deze technologieën en zien ze als de toekomst van elektronica.

Hoe duurzaam is dit

OLED-materialen bevatten geen zware metalen en giftige elementen zoals kwik. Ze zijn gemakkelijk te recyclen en vereisen geen speciale inzameling en extra technologische capaciteiten voor verwijdering. Het iridium van OLED-fosforescentielampen is niet giftig en de hoeveelheid is extreem klein. Het transport van dunne en lichte OLED-panelen vereist minder middelen, wat de kosten verlaagt en de belasting voor het milieu vermindert. Een 55-inch OLED-tv is bijvoorbeeld 4 mm dik en weegt ongeveer 4-5 kilogram.

Fictie wordt werkelijkheid

Ondanks de scepsis van sommige experts, zijn de meesten ervan overtuigd dat OLED-technologie een grote doorbraak zal zijn in de 21e eeuw. Fantastische projecten worden werkelijkheid, namelijk:

• Het zijn deze technologieën die het mogelijk maken om geen illusoire, maar behoorlijk realistische driedimensionale afbeelding te creëren.
• Overal verlichting wordt vervangen door OLED-lampen.
• Transparante zonnepanelen verschijnen.
• Flexibele gadgetmonitoren passen in uw zak.
• Ongelooflijk lichtgewicht monitoren met een hoge kleurkwaliteit en een brede kijkhoek zullen onmiddellijk reageren, de kleinste afmetingen en afmetingen.
• De toepassing van technologie in de militaire industrie is over het algemeen verbazingwekkend.
• Hiergloeiende kleding is al verschenen in designercollecties.

Maar stop daar niet - het motto van theoretische wetenschappers en beoefenaars. De moderne wetenschap bevindt zich al lang op een splitsingspunt, wanneer elke ontdekking de ontwikkeling van de beschaving kan veranderen in een volledig onvoorspelbare koers. Er zijn tal van voorbeelden van dergelijke ontdekkingen: dit is de volheid van het vacuüm, en de leidingen van Krasnikov, en zelfs de ontdekking van organische verbindingen in de verre ruimte. Vandaag de dag is de avant-garde van elektronische gadgets organische lichtgevende diodes, maar wat morgen - wie weet?