რა არის ორგანული LED-ები?

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

მდგრადი განვითარების კონცეფციის მსოფლიო საზოგადოების მოახლოებასთან ერთად, რომელიც გულისხმობს მთელი ინდუსტრიის გამწვანებას და მომხმარებლის გარემოსდაცვითი ცნობიერების ამაღლებას, პროდუქცია, რომელსაც ატარებს ეტიკეტი "ორგანული" დიდ ინტერესს იწვევს. და მზარდი მოთხოვნა. და ორგანული LED-ები არ არის გამონაკლისი. ახალი ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებები და ახალი პროდუქტები უცვლელად იპყრობს "მოწინავე" მომხმარებლების ყურადღებას, რომლებიც აგრძელებენ დროის ტემპს. რა არის ეს - ორგანული სინათლის დიოდები, როგორია მათი მუშაობის პრინციპები და გამოყენების პერსპექტივები? ეს არის ამ სტატიის თემა.

უბრალოდ ცოტა ისტორია

ორგანული მასალების ელექტროლუმინესცენტური თვისებები აღმოაჩინა 1950 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა ანდრე ბერნანოზმა. მაგრამ მხოლოდ 1987 წელს ეს აღმოჩენა გახდა ტექნოლოგიური გადაწყვეტა Kodak-ის მიერ წარმოებულ პირველ OLED მოწყობილობაში. 2000 წელს კი სამ ქიმიკოსს ერთდროულად - ა. მაკდიარმიდს, ჰ. შირაკავას და ა. ჰეგერს - მიენიჭა ნობელის პრემია დარგში აღმოჩენებისთვის.ორგანული წარმოშობის თხელგამტარი პოლიმერები. მხოლოდ 2008 წელს გაიყიდა პირველი OSRAM OLED ნათურა, საიდანაც მხოლოდ 25 ეგზემპლარი დამზადდა 25000 ევროს ფასად. დღეს ასეთ ნათურებს რამდენიმე კომპანია გვთავაზობს 500 ევროს ფასად და უკვე არსებობს რამდენიმე მიმართულება OLED ტექნოლოგიებში: PHOLED, TOLED, FOLED და სხვა, რომლებიც მხოლოდ სპეციალისტებისთვის არის გასაგები..

სად არის ორგანული?

უცნაურად საკმარისია, მაგრამ სიტყვა "ორგანული" გამოყენება ამ კონტექსტში არ არის საერთო ცხოველური ან მცენარეული წარმოშობის პროდუქტებთან. ორგანული სინათლის გამოსხივების დიოდები, ან OLED (ინგლისური Organic Light Emitting Diode) არის ნახშირბადის მასალისგან დამზადებული ნახევარგამტარი, რომელიც წარმოქმნის გამოსხივებას, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის. მათ წარმოებაში გამოიყენება ორგანული ქიმიის პროდუქტები (ნახშირბადის ნაერთები), რაც საშუალებას გვაძლევს ვუწოდოთ მათ ორგანული LED-ები.

დიზაინი და კომპოზიცია

თავად მოწყობილობა შედგება ოთხი ნაწილისგან: ფუძე, ანოდი, კათოდური, გამტარი და გამოსხივების ფენები. ბაზა ან სუბსტრატი შეიძლება დამზადდეს მინის, პლასტმასის ან მეტალიზებული ფირფიტებისგან. ანოდი არის ინდიუმის ოქსიდი დოპირებული თუნუქით. გამტარი და რადიაციული ფენები არის პოლიმერების და დაბალი მოლეკულური წონის ორგანული ნაერთების ფენები. კათოდი დამზადებულია ალუმინის, კალციუმის ან სხვა ლითონისგან.

ტექნოლოგია არ არის ფიზიკოსებისთვის

ორგანული სინათლის დიოდები მოწყობილია სენდვიჩის პრინციპით. ნახევარგამტარების რამდენიმე თხელი ფენაორგანული წარმოშობის არის სენდვიჩირებული სხვადასხვა დამუხტულ ელექტროდებს შორის (დადებითი და უარყოფითი). და ეს ყველაფერი განლაგებულია გამჭვირვალე მასალის - მინის ან პლასტმასის (მაგალითად, მოქნილი პოლიამიდის) საფუძველზე. როდესაც დენი გადის ელექტროდებში, ისინი ქმნიან დამუხტულ ნაწილაკებს (კვაზინაწილაკებს და ელექტრონებს). შუა ორგანულ შრეში ეს ნაწილაკები კონცენტრირდება და ქმნის მაღალ ენერგეტიკულ აგზნებას, რაც იწვევს ორგანული შრის მიერ სხვადასხვა ფერის სინათლის გამოსხივებას. ამრიგად, ორგანული სინათლის გამოსხივების დიოდების აქტიური მატრიცა არის ზუსტად ლუმინესცენტური ან ფოსფორესცენტური ორგანული ფენები.

OLED მასივების ტიპები

OLED დისპლეები მატრიცის ტიპის მიხედვით იყოფა აქტიურ მატრიცებად და პასიურ მატრიცებად. აქტიური მატრიცის მოწყობილობები კონტროლდება თხელი ფენიანი ველის ეფექტის ტრანზისტორებით, რომლებიც განლაგებულია ანოდის ფირის ქვეშ. პასიურ მატრიცაში გამოსახულება იქმნება პერპენდიკულარულად განლაგებული ანოდისა და კათოდური ზოლების გადაკვეთის ადგილას, ხოლო კონტროლი ხორციელდება გარე წრედიდან. აქედან გამომდინარე, არსებობს ფერადი OLED ეკრანების სამი სქემა:

• ცალკე ფერის ემიტერებით - სამი ორგანული მატრიცა ასხივებს სამ ძირითად ფერს (ლურჯი, მწვანე და წითელი), საიდანაც იქმნება გამოსახულება.
• სამი თეთრი ემიტერით და სპეციალური ფერის ფილტრებით.
• ლურჯი ემიტერები გარდაქმნის მოკლე ტალღის სიგრძეს წითელ და მწვანე ტალღების გრძელ სიგრძეებად.

თანამედროვე აპლიკაცია

დღეს OLED ტექნოლოგიები ძირითადად გამოიყენებაუაღრესად სპეციალიზებული განვითარება. ჰოლოგრაფია და ღამის ხედვის მოწყობილობები, მანქანის რადიოების და ციფრული კამერების ორგანული დისპლეები, ტელეფონის ეკრანები და სინათლის წყაროები, ტელევიზორები და მონიტორები - ეს ყველაფერი OLED ტექნოლოგიების რეალობაა.

OLED სიცოცხლის ხანგრძლივობა

ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით შექმნილი ყველა თანამედროვე მოწყობილობა ადრე თუ გვიან ავლენს ფერთა წვას. გახსნაზეც კი აღმოაჩინეს ორგანული სინათლის დიოდების გამოსხივების სისუსტე. მოწყობილობის მომსახურების ვადა დღეს ითვლება თითქმის ამოწურულად, თუ ეკრანის სიკაშკაშე 50% -ით შემცირდა. ოპერაცია შეჩერებულია ამ მაჩვენებელზე დაახლოებით 70%. მაგრამ კორპორაციების ინვესტიციები ამ ტექნოლოგიებში შედეგიანია - უფრო ხშირად, მომხმარებლები ცვლიან მოძველებულ მოწყობილობებს, სანამ ისინი არ მიახლოვდებიან მათი მომსახურების ვადის ამოწურვას.

ყველაზე მეტი

დღემდე ყველაზე დიდი OLED პანელი არის ერთობლივი პროექტის პროდუქტი OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS შორის. პანელის ზომაა 33 33 სმ, აქტიური ნაწილის ფართობი 828 კვ. სმ, ხოლო დიაფრაგმა - 76%. კვადრატულ მეტრზე 1 ათასი კანდელას სიკაშკაშით, სინათლის ნაწილაკების ნაკადი არის 25 ლუმენი ვატზე. დღეს გაყიდვაში ყველაზე დიდი Lumiotec პანელი არის 15 15 სანტიმეტრი და აქვს მანათობელი ნაკადი 60 ლუმენამდე ვატზე, რაც უდრის ერთ ფლუორესცენტურ ნათურას. და Panasonic გეგმავს 128 ლუმენის სიმძლავრის OLED დისპლეის გამოშვებას 2020 წლისთვის. მას კონკურენციას უწევს ამერიკული კორპორაციაDoE, რომელიც გვპირდება პანელებს 170 ლუმენამდე ვატზე.

პერსპექტივები OLED პანელებისთვის

დღეს არსებული დიზაინის უმეტესობა პროტოტიპებია. ისინი ძვირია, დამზადებულია შეზღუდული რაოდენობით, არ იხრება და ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად ეფექტური. მსხვილმა კორპორაციებმა თავიანთი საქმიანობა მიმართეს პროექტის ღირებულების შემცირებას, ზომის გაზრდას და პროდუქტიულობის გაზრდას. ექსპერტები პროგნოზირებენ ამ პროდუქტის მასობრივ გამოჩენას ხელმისაწვდომი ფასებით მსოფლიო ბაზარზე 2020 წლისთვის.

OLED განათება

ორგანული LED-ები განათებაში ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა ბაზარზე. ამ პროდუქტის მასობრივი წარმოება ჯერ არც ერთ კორპორაციას არ დაუწყია. ასეთი ნათურების ფასი საშუალო მომხმარებლისთვის ჯერ კიდევ საკმაოდ მაღალია და მათი სიკაშკაშე და სიცოცხლე სასურველს ტოვებს. OLED განათების გლობალური ბაზრის 75 მილიარდი დოლარის წილი საკმაოდ მცირეა. ამ პროდუქტების მომხმარებლები არიან არა ფიზიკური პირები, არამედ სხვა კორპორაციები, რომლებიც დაკავებულნი არიან ავეჯის და შენობების დიზაინში, ასევე კორპორაციები საავტომობილო ინდუსტრიაში.

დადებითი და უარყოფითი მხარეები

ორგანულ LED-ებს აქვთ როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი მხარეები. პირველთა შორის, მათი დაბალი ენერგიის მოხმარება და სინათლის ერთგვაროვანი განაწილება მთელ პანელზე, მაღალი ეფექტურობა, გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა და რბილი განათება უდავოა. მაგრამ მთავარი უპირატესობა არის მათ მოქნილობისა და დახვეწილობის მინიჭების უნარი. ნაკლოვანებად კი შეიძლება ჩაითვალოს დიოდების ხანმოკლე სიცოცხლე, მაღალი ღირებულება და ტექნოლოგიური პრობლემები (ორგანულიკომპონენტი იჟანგება წყალთან შეხებისას, რაც საჭიროებს დამატებით დალუქვას). მაგრამ კორპორაციები აგრძელებენ ინვესტიციებს ამ ტექნოლოგიების განვითარებაში, ხედავენ მათ, როგორც ელექტრონიკის მომავალს.

რამდენად მდგრადია ეს

OLED მასალები არ შეიცავს მძიმე მეტალებს და ტოქსიკურ ელემენტებს, როგორიცაა ვერცხლისწყალი. ისინი ადვილად გადამუშავდება და არ საჭიროებს სპეციალურ შეგროვებას და განადგურებას დამატებით ტექნოლოგიურ შესაძლებლობებს. OLED ფოსფორესცენტური ნათურების ირიდიუმი არატოქსიკურია და მისი რაოდენობა უკიდურესად მცირეა. თხელი და მსუბუქი OLED პანელების ტრანსპორტირება ნაკლებ რესურსს მოითხოვს, რაც ამცირებს ხარჯებს და ამცირებს გარემოზე ტვირთს. მაგალითად, 55 დიუმიანი OLED ტელევიზორი არის 4 მმ სისქის და იწონის დაახლოებით 4-5 კილოგრამს.

მხატვრული ლიტერატურა რეალობად იქცევა

მიუხედავად ზოგიერთი ექსპერტის სკეპტიციზმისა, უმეტესობა დარწმუნებულია, რომ OLED ტექნოლოგია 21-ე საუკუნეში მნიშვნელოვანი მიღწევა იქნება. ფანტასტიკური პროექტები გახდება რეალური, კერძოდ:

• სწორედ ეს ტექნოლოგიები საშუალებას მოგცემთ შექმნათ არა ილუზორული, არამედ საკმაოდ რეალისტური სამგანზომილებიანი სურათი.
• განათება ყველგან შეიცვლება OLED ნათურებით.
• გამოჩნდება გამჭვირვალე მზის პანელები.
• მოქნილი გაჯეტის მონიტორები ჯდება თქვენს ჯიბეში.
• წარმოუდგენლად მსუბუქი მონიტორები მაღალი ფერის ხარისხით და ფართო ხედვის კუთხით ექნებათ მყისიერი რეაგირება, ყველაზე პატარა ზომა და ზომები.
• ტექნოლოგიის გამოყენება სამხედრო ინდუსტრიაში ზოგადად გასაოცარია.
• აქმბზინავი ტანსაცმელი უკვე გამოჩნდა დიზაინერების კოლექციებში.

მაგრამ აქ არ გაჩერდე - თეორიული მეცნიერებისა და პრაქტიკოსების დევიზია. თანამედროვე მეცნიერება დიდი ხანია იმყოფება ბიფურკაციის წერტილში, როდესაც ნებისმიერ აღმოჩენას შეუძლია ცივილიზაციის განვითარება სრულიად არაპროგნოზირებად კურსად აქციოს. ასეთი აღმოჩენების უამრავი მაგალითია: ეს არის ვაკუუმის სისრულე და კრასნიკოვის მილები და ორგანული ნაერთების აღმოჩენაც კი ღრმა სივრცეში. დღეს ელექტრონული გაჯეტების ავანგარდი ორგანული სინათლის დიოდებია, მაგრამ რა ხვალ - ვინ იცის?