Co jsou organické diody vyzařující světlo?

S příchodem mezinárodního společenství na konceptu udržitelného rozvoje, který zahrnuje ekologizaci celé odvětví a zvýšení povědomí o životním prostředí v oblasti spotřebního zboží, které mají označení „bio“, jsou velmi zajímavé a poptávky. A organické světlo emitující diody se nestaly výjimkou. Nové technologické řešení a nové produkty stále přitahují pozornost "pokročilých" spotřebitelů, kteří drželi krok s dobami. Co to je - organické diody vyzařující světlo, jaké jsou principy jejich fungování a vyhlídky na jejich využití? Toto je téma tohoto článku.

Docela málo historie

Elektroluminiscenční vlastnosti organických materiálů objevil v roce 1950 francouzský fyzik Andre Bernanoz. Ale v roce 1987 tento objev získal technologické řešení v prvním zařízení OLED vyrobeném firmou Kodak. V roce 2000 získali Nobelovu cenu za objevy v oblasti jemně vodivých polymerů organického původu jen tři chemici - A. McDiarmid, H. Sirakawa a A. Heger. Teprve v roce 2008 byla v prodeji první OLED-lampa od firmy OSRAM, z toho 25 kusů bylo vyrobeno za cenu 25 tisíc eur. Dnes jsou tyto lampy nabízeny několika společnostmi za cenu 500 eur a v technologiích OLED již existuje několik směrů: FOLED, TOLED, FOLED a další, které jsou jasné pouze pro odborníky.

Kde je organické?

Jakkoli se může zdát zvláštní, použití slova "organické" v této souvislosti nemá nic společného s produkty živočišného nebo rostlinného původu. Organické světlo emitující diody nebo OLED jsou z polovodičů vyrobených z uhlíkového materiálu, který generuje záření, když prochází elektrickým proudem. Když se vyrábějí, používají se produkty organické chemie (sloučeniny uhlíku), které nám umožňují nazývat organickými emisními diodami.

Struktura a složení

Samotné zařízení se skládá ze čtyř částí: základny, anody, katody, vodivé a vyzařující vrstvy. Substrát nebo substrát mohou být vyrobeny ze skla, plastu nebo kovových desek. Anoda je oxid india dopovaný cínem. Vodivou a vyzařující vrstvou jsou vrstvy polymerů a nízkomolekulární organické sloučeniny. Katoda je vyrobena z hliníku, vápníku nebo jiného kovu.

Technologie práce není určena fyzikům

Organické světlo emitující diody jsou uspořádány na principu sendviče. Několik tenkých vrstev polovodičů organického původu je vloženo mezi různě nabité elektrody (pozitivní a negativní). A to vše je založeno na průhledném materiálu - sklo nebo plast (například flexibilní polyimid). Když proud prochází elektrodami, tvoří nabité částice (kvazipartikuly a elektrony). V průměrné organické vrstvě se tyto částice soustřeďují a vytvářejí vysokoenergetické buzení, které způsobuje emise světla různých barev organickou vrstvou. Aktivní matrice na organických světelných diodách jsou tedy luminiscenční nebo fosforeskující organické vrstvy.

Druhy organických světelných diod

OLED displeje podle typu matice jsou rozděleny na aktivní matici a pasivní matici. Aktivní matricová zařízení jsou řízena tranzistory s tenkovrstvovým polem, které jsou umístěny pod anodovým filmem. V pasivní matrici je obraz vytvořen v průsečíku kolmo umístěných anodových a katodových pásů, přičemž ovládání je prováděno z vnějšího obvodu. Na základě toho existují tři schémata barevných OLED displejů:

• S oddělenými barvivy - tři organické matrice vyzařují tři základní barvy (modré, zelené a červené), ze kterých se vytváří obraz.
• Tři bílé zářiče a speciální barevné filtry.
• Modré emise přeměňují krátké vlny na dlouhé vlny červené a zelené barvy.

Moderní aplikace

V dnešní době se technologie OLED využívají především ve vysoce specializovaném vývoji. Holografie a zařízení pro noční vidění, organické zobrazení rádiových a digitálních fotoaparátů, obrazovky telefonů a světelných zdrojů, televizory a monitory - to vše je již skutečností technologie OLED.

Životnost zařízení OLED

Všechna moderní zařízení vytvořená touto technologií dříve nebo později ukazují vypálení jasu barvy. I při objevu byla zjištěna křehkost záření organických diod emitujících světlo. Zdroj provozu zařízení je dnes považován za téměř vyčerpaný, pokud se snížila jas displeje o 50%. Provoz na tomto indikátoru je zastaven přibližně na 70%. Avšak podnikové investice do vývoje těchto technologií přinášejí výsledky - častěji spotřebitel změní zastaralé zařízení ještě předtím, než se přiblíží k blíz- kému konci životnosti.

Nejvíce

Největší panel s organickými LED diodami pro dnešek je produktem společného projektu společností OSRAM, Philips, Novaled a Fraunhoter IPMS. Velikost panelu je 33 x 33 cm, plocha aktivní části je 828 m2. cm a clonou - 76%. Při jasnosti 1 000 kandelů na metr čtvereční je tok světlých částic 25 lumenů na watt. Prodává se dnes největší společností Lumiotec panel má velikost 15 x 15 cm a světelný tok 60 lumen na watt, která je rovna fluorescenční žárovky. Společnost Panasonic do roku 2020 plánuje zahájit na trhu zobrazení organických světelných diod s světelným tokem 128 lumenů na watt. Soupeří s americkou společností DoE, která slibuje panely s průtokem až 170 lumenů na watt.

Outlook OLED panely

Většina stávajících vzorků dnes jsou prototypy. Jsou drahé, vyrábějí se v omezených dávkách, neohýbají se a dosud nejsou dostatečně účinné. Velké společnosti se soustředily na snížení nákladů na projekt, zvýšení velikosti a zvýšení produktivity. Odborníci předpovídají masový vzhled tohoto produktu s přijatelnými cenami na světovém trhu do roku 2020.

OLED osvětlení

Organické světlo emitující diody v osvětlení jsou stále na trhu s embryou. Hromadná výroba tohoto produktu dosud nebyla zahájena žádnou společností. Cena takových svítidel je pro průměrného spotřebitele stále poměrně vysoká a jasnost a životnost jsou velmi žádoucí. Obrat 75 miliard dolarů na světovém trhu, který představuje podíl osvětlení OLED, je poměrně malá částka. Spotřebitelé tohoto produktu nejsou jednotlivci, ale jiné společnosti, které se zabývají designem nábytku a prostor, stejně jako společnost automobilového průmyslu.

Výhody a nevýhody

Organické světelné diody mají výhody a nevýhody. Mezi prvními jsou nízká spotřeba energie a rovnoměrné rozložení světla v celém panelu bezpochyby, vysoká účinnost, šetrnost k životnímu prostředí a měkké světlo. Hlavní výhodou je však schopnost poskytnout jim pružnost a jemnost. A nedostatky lze považovat za krátkodobou službu diod, vysoké náklady a technologické problémy (organická složka je oxidována kontaktem s vodou, což vyžaduje dodatečné utěsnění). Společnosti však nadále investují do vývoje těchto technologií a vidí v nich budoucnost elektroniky.

Je to šetrné k životnímu prostředí?

Materiály OLED neobsahují těžké kovy a toxické prvky, jako je rtuť. Jsou snadno zpracovávány a nevyžadují speciální sběr a další zpracovatelské kapacity pro likvidaci. Iridium fosforeskující žárovky na organických světlo emitujících diodách jsou netoxické a jejich množství je velmi malé. Přeprava tenkých a lehkých OLED panelů vyžaduje méně zdrojů, což snižuje náklady a snižuje zatížení životního prostředí. Například televizor s monitorem OLED s úhlopříčkou 55 palců má tloušťku 4 mm a váží asi 4-5 kilogramů.

Sci-Fi se stává realitou

Přes skepticismus některých odborníků, většina je přesvědčena, že technologie OLED budou významným průlomem v 21. století. Fantastické projekty se stanou reálnými, a to:

• Právě tyto technologie umožňují vytvořit ne tak iluzorní, ale zcela reálný trojrozměrný obraz.
• Osvětlení všude nahrazuje lampy OLED.
• Objeví se průsvitné solární panely.
• Flexibilní monitory mohou být uloženy v kapse.
• Neuvěřitelně světelné monitory s vysokou barevnou kvalitou a široký pozorovací úhel budou mít okamžitou odezvu, minimální velikost a rozměry.
• Použití technologie ve vojenském průmyslu je obecně úžasné.
• Ale světlé oblečení se už objevilo v designérských sbírkách.

Nezapomeňte však na to, co bylo dosaženo - motto teoretických vědců a odborníků. Moderní věda je již dlouhou dobu v bifurkaci, kdy jakýkoli objev může obrátit vývoj civilizace na zcela nepředvídatelný kanál. Příklady takovýchto nálezů jsou hojné: jedná se o plnost vakua a trubky Krasnikov a dokonce o objev organických sloučenin v hlubokém prostoru. Dnes je avantgarda elektronických přístrojů organické LED a zítra - kdo to ví?