LED های ارگانیک چیست؟

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

با ورود جامعه جهانی به مفهوم توسعه پایدار، که دلالت بر سبز شدن کل صنعت و افزایش آگاهی زیست محیطی مصرف کننده دارد، محصولاتی که برچسب "ارگانیک" را دارند، توجه زیادی را به خود جلب می کنند. و افزایش تقاضا و LED های ارگانیک نیز از این قاعده مستثنی نیستند. راه حل های فن آوری جدید و محصولات جدید همواره توجه مصرف کنندگان "پیشرفته" را به خود جلب می کند که همگام با زمانه هستند. چیست - دیودهای ساطع کننده نور آلی، اصول کار و چشم انداز استفاده آنها چیست؟ این موضوع این مقاله است.

فقط کمی تاریخ

خواص الکترولومینسانس مواد آلی در سال 1950 توسط فیزیکدان فرانسوی آندره برنانوز کشف شد. اما تا سال 1987 بود که این کشف به یک راه حل تکنولوژیک در اولین دستگاه OLED تولید شده توسط کداک تبدیل شد. و در سال 2000، سه شیمیدان به طور همزمان - A. McDiarmid، H. Shirakawa و A. Heeger - جایزه نوبل را برای اکتشافات در این زمینه دریافت کردند.پلیمرهای نازک رسانا با منشاء آلی. تنها در سال 2008، اولین لامپ OLED OSRAM به فروش رفت که تنها 25 نسخه از آن با قیمت 25000 یورو ساخته شد. امروزه، چنین لامپ هایی توسط چندین شرکت با قیمت 500 یورو ارائه می شود و در حال حاضر چندین جهت در فناوری OLED وجود دارد: PHOLED، TOLED، FOLED و موارد دیگر که فقط برای متخصصان قابل درک است.

ارگانیک کجاست؟

به اندازه کافی عجیب است، اما استفاده از کلمه "ارگانیک" در این زمینه هیچ ربطی به محصولات با منشاء حیوانی یا گیاهی ندارد. دیودهای ساطع کننده نور آلی یا OLED (از انگلیسی Organic Light Emitting Diode)، نیمه هادی ساخته شده از مواد کربنی است که با عبور جریان الکتریکی از آن، تشعشع تولید می کند. در ساخت آنها از محصولات شیمی آلی (ترکیبات کربنی) استفاده می شود که به ما اجازه می دهد آنها را ال ای دی آلی بنامیم.

طراحی و ترکیب

خود دستگاه از چهار بخش تشکیل شده است: لایه های پایه، آند، کاتد، رسانا و تابش. پایه یا بستر را می توان از شیشه، پلاستیک یا صفحات فلزی ساخته شده باشد. آند اکسید ایندیم است که با قلع دوپ شده است. لایه های رسانا و تابش لایه هایی از پلیمرها و ترکیبات آلی با وزن مولکولی کم هستند. کاتد از آلومینیوم، کلسیم یا سایر فلزات ساخته شده است.

فناوری برای فیزیکدانان نیست

دیودهای ساطع کننده نور ارگانیک بر اساس اصل یک ساندویچ چیده شده اند. چندین لایه نازک از نیمه هادی هابا منشا آلی بین الکترودهای دارای بار متفاوت (مثبت و منفی) قرار می گیرند. و همه اینها بر اساس یک ماده شفاف - شیشه یا پلاستیک (به عنوان مثال، پلی آمید انعطاف پذیر) واقع شده است. هنگامی که جریان از الکترودها عبور می کند، ذرات باردار (شبه ذرات و الکترون ها) را تشکیل می دهند. در لایه آلی میانی، این ذرات متمرکز شده و تحریک پرانرژی ایجاد می کنند که باعث تابش نور با رنگ های مختلف توسط لایه آلی می شود. بنابراین، ماتریس فعال در دیودهای ساطع کننده نور آلی دقیقاً لایه های آلی شب تاب یا فسفرسان است.

انواع آرایه های OLED

نمایشگرهای OLED بر اساس نوع ماتریس به ماتریس فعال و ماتریس غیرفعال تقسیم می شوند. دستگاه‌های ماتریس فعال توسط ترانزیستورهای اثر میدانی با لایه نازک کنترل می‌شوند که در زیر لایه آند قرار دارند. در ماتریس غیرفعال، تصویر در نقطه تقاطع نوارهای آند و کاتد عمود بر هم قرار گرفته است، در حالی که کنترل از یک مدار خارجی انجام می شود. بر این اساس، سه طرح برای نمایشگرهای OLED رنگی وجود دارد:

• با ساطع کننده های رنگی جداگانه - سه ماتریس ارگانیک سه رنگ اصلی (آبی، سبز و قرمز) را ساطع می کنند که تصویر از آنها تشکیل شده است.
• با سه قطره چکان سفید و فیلترهای رنگی خاص.
• ساطع کننده های آبی طول موج های کوتاه را به طول موج های بلند قرمز و سبز تبدیل می کنند.

برنامه مدرن

امروزه، فناوری‌های OLED عمدتاً در آن استفاده می‌شوندپیشرفت های بسیار تخصصی دستگاه‌های هولوگرافی و دید در شب، نمایشگرهای ارگانیک رادیوهای اتومبیل و دوربین‌های دیجیتال، صفحه‌نمایش تلفن و منابع نور، تلویزیون‌ها و نمایشگرها - همه اینها واقعیت فناوری‌های OLED است.

طول عمر OLED

همه دستگاه‌های مدرنی که با استفاده از این فناوری ایجاد شده‌اند دیر یا زود رنگ‌سوزی را نشان می‌دهند. حتی در افتتاحیه، شکنندگی تابش دیودهای ساطع نور آلی کشف شد. اگر روشنایی صفحه نمایش 50٪ کاهش یافته باشد، امروزه عمر دستگاه تقریباً تمام شده است. عملیات در این شاخص حدود 70٪ متوقف شده است. اما سرمایه‌گذاری‌های شرکت‌ها در این فناوری‌ها نتیجه می‌دهد - اغلب، مصرف‌کنندگان دستگاه‌های قدیمی را قبل از پایان عمر مفیدشان عوض می‌کنند.

بیشترین

بزرگترین پنل OLED تا به امروز محصول یک پروژه مشترک بین OSRAM، Philips، Novaled، Fraunhoter IPMS است. اندازه پانل 33 در 33 سانتی متر، مساحت قسمت فعال 828 متر مربع است. سانتی متر، و دیافراگم - 76٪. با روشنایی 1000 کندل در هر متر مربع، شار ذرات نور 25 لومن بر وات است. بزرگترین پانل لومیوتک که امروزه به فروش می رسد 15 در 15 سانتی متر است و شار نوری آن تا 60 لومن در هر وات است که برابر با یک لامپ فلورسنت است. و پاناسونیک قصد دارد تا سال 2020 صفحه نمایش OLED 128 لومن بر وات را روانه بازار کند. یک شرکت آمریکایی با آن رقابت می کندDoE، که وعده پانل‌هایی با حداکثر 170 لومن در هر وات را می‌دهد.

چشم انداز پنل های OLED

اکثر طرح های موجود امروزی نمونه اولیه هستند. آنها گران هستند، در مقادیر محدود ساخته می شوند، خم نمی شوند و هنوز به اندازه کافی موثر نیستند. شرکت های بزرگ فعالیت های خود را بر کاهش هزینه پروژه، افزایش اندازه و افزایش بهره وری متمرکز کرده اند. کارشناسان ظهور انبوه این محصول با قیمت های مقرون به صرفه در بازار جهانی را تا سال 2020 پیش بینی می کنند.

نورپردازی OLED

LED های ارگانیک در نورپردازی هنوز در مراحل ابتدایی خود در بازار هستند. تولید انبوه این محصول هنوز توسط هیچ شرکتی راه اندازی نشده است. قیمت چنین لامپ هایی هنوز برای مصرف کننده معمولی بسیار بالا است و روشنایی و طول عمر آنها چیزهای زیادی را به همراه دارد. سهم بازار جهانی 75 میلیارد دلاری نورپردازی OLED مقدار بسیار کمی است. مصرف کنندگان این محصولات افراد نیستند، بلکه شرکت های دیگری هستند که در زمینه طراحی مبلمان و اماکن و همچنین شرکت هایی در صنعت خودرو فعالیت می کنند.

مزایا و معایب

LED های ارگانیک هم مزایا و هم معایب دارند. از جمله اولین موارد مصرف انرژی کم و توزیع یکنواخت نور در کل پنل، راندمان بالا، سازگاری با محیط زیست و نور ملایم غیرقابل انکار است. اما مزیت اصلی این است که به آنها انعطاف و ظرافت می دهد. و از کاستی ها می توان به عمر کوتاه دیودها، هزینه بالا و مشکلات فنی (ارگانیک) اشاره کرد.جزء در تماس با آب اکسید می شود که نیاز به آب بندی اضافی دارد). اما شرکت ها به سرمایه گذاری در توسعه این فناوری ها ادامه می دهند و آنها را آینده الکترونیک می دانند.

این چقدر پایدار است

مواد OLEDحاوی فلزات سنگین و عناصر سمی مانند جیوه نیستند. آنها به راحتی بازیافت می شوند و نیازی به جمع آوری خاص و ظرفیت های تکنولوژیکی اضافی برای دفع ندارند. ایریدیوم لامپ های فسفرسان OLED غیر سمی است و مقدار آن بسیار کم است. حمل و نقل پنل های OLED نازک و سبک به منابع کمتری نیاز دارد که باعث کاهش هزینه ها و کاهش بار محیط زیست می شود. برای مثال، یک تلویزیون OLED 55 اینچی 4 میلی متر ضخامت دارد و وزن آن حدود 4 تا 5 کیلوگرم است.

تخیل به واقعیت تبدیل می شود

علی رغم تردید برخی کارشناسان، اکثر آنها مطمئن هستند که فناوری OLED یک پیشرفت بزرگ در قرن بیست و یکم خواهد بود. پروژه های خارق العاده واقعی خواهند شد، یعنی:

• این فناوری‌ها هستند که ایجاد یک تصویر سه بعدی نه توهم‌آمیز، بلکه کاملاً واقعی را ممکن می‌سازند.
• روشنایی همه جا با لامپ های OLED جایگزین می شود.
• پنل های خورشیدی شفاف ظاهر می شوند.
• نمایشگر گجت های انعطاف پذیر در جیب شما جا می شود.
• نمایشگرهای فوق العاده سبک با کیفیت رنگ بالا و زاویه دید وسیع، پاسخ فوری، کوچکترین اندازه و ابعاد را خواهند داشت.
• کاربرد فناوری در صنایع نظامی به طور کلی شگفت انگیز است.
• اینجالباس‌های درخشان قبلاً در مجموعه‌های طراحان ظاهر شده‌اند.

اما به همین جا بسنده نکنید - شعار دانشمندان و متخصصان نظری. علم مدرن مدت‌هاست که در نقطه انشعاب قرار دارد، زمانی که هر کشفی می‌تواند توسعه تمدن را به یک مسیر کاملاً غیرقابل پیش‌بینی تبدیل کند. نمونه های زیادی از این اکتشافات وجود دارد: این پر بودن خلاء و لوله های کراسنیکوف و حتی کشف ترکیبات آلی در اعماق فضا است. امروزه، آوانگارد ابزارهای الکترونیکی دیودهای ساطع کننده نور ارگانیک هستند، اما فردا چه چیزی - چه کسی می داند؟