Органикалык диоддор деген эмне?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Дүйнөлүк коомчулуктун бүткүл тармакты жашылдандырууну жана керектөөчүнүн экологиялык аң-сезимин жогорулатууну билдирген туруктуу өнүгүү концепциясына келиши менен «органикалык» белгиси бар продукциялар чоң кызыгууну жаратууда. жана суроо-талаптын өсүшү. Ал эми органикалык LED да өзгөчө эмес. Жаңы технологиялык чечимдер жана жаңы өнүмдөр ар дайым мезгил менен кадам таштаган "өнүккөн" керектөөчүлөрдүн көңүлүн бурат. Бул эмне - органикалык жарык чыгаруучу диоддор, алардын ишинин принциптери жана колдонуу келечеги кандай? Бул макаланын темасы.

Бир аз тарых

Органикалык материалдардын электролюминесценттик касиеттерин 1950-жылы француз физиги Андре Бернаноз ачкан. Бирок 1987-жылга чейин бул ачылыш Kodak тарабынан чыгарылган биринчи OLED аппаратында технологиялык чечим болуп калган. Ал эми 2000-жылы бир эле учурда үч химик – А. Макдиармид, Х. Ширакава жана А. Хигер – бул тармактагы ачылыштары үчүн Нобель сыйлыгына татыктуу болушкан.органикалык тектүү жука өткөргүч полимерлер. 2008-жылы гана биринчи OSRAM OLED лампасы сатыкка чыгып, анын 25 гана нускасы 25 000 еврого жасалган. Бүгүнкү күндө мындай лампаларды бир нече компаниялар 500 евро баада сунуштайт жана OLED технологияларында буга чейин бир нече багыттар бар: PHOLED, TOLED, FOLED жана башкалар адистерге гана түшүнүктүү.

Органикалык деген кайда?

Кызык, бирок бул контекстте "органикалык" деген сөздүн колдонулушу жаныбарлардан же өсүмдүктөн алынган азыктарга эч кандай тиешеси жок. Органикалык жарык чыгаруучу диоддор, же OLED (англис тилинен Organic Light Emitting Diode) – көмүртек материалынан жасалган жарым өткөргүч, ал электр тогу өткөндө нурланууну пайда кылат. Аларды өндүрүүдө органикалык химиялык продуктылар (көмүртек кошундулары) колдонулат, бул бизге аларды органикалык LED деп атоого мүмкүндүк берет.

Дизайн жана композиция

Аппараттын өзү төрт бөлүктөн турат: негиз, анод, катод, өткөргүч жана нурлануучу катмарлар. Негизги же субстрат айнек, пластмасса же металлдаштырылган плиталардан жасалган болушу мүмкүн. Анод калай менен кошулган индий оксиди. Өткөргүч жана нурлануучу катмарлар полимерлердин жана төмөнкү молекулалуу органикалык бирикмелердин катмарлары. Катод алюминийден, кальцийден же башка металлдан жасалган.

Технология физиктер үчүн эмес

Органикалык жарык чыгаруучу диоддор сэндвич принцибинде жайгаштырылат. Жарым өткөргүчтөрдүн бир нече жука катмарларыорганикалык келип чыгышы ар кандай заряддуу электроддор (оң жана терс) ортосунда сэндвич болуп саналат. Мунун баары тунук материалдын негизинде жайгашкан - айнек же пластик (мисалы, ийкемдүү полиамид). Электроддор аркылуу ток өткөндө заряддалган бөлүкчөлөрдү (квазибөлүкчөлөрдү жана электрондорду) пайда кылат. Ортоңку органикалык катмарда бул бөлүкчөлөр топтолуп, жогорку энергиялуу дүүлүктүрүүнү пайда кылат, бул органикалык катмар тарабынан түрдүү түстөгү жарыктын чыгышын шарттайт. Ошентип, органикалык жарык берүүчү диоддордогу активдүү матрица так люминесценттүү же фосфоресценттүү органикалык катмарлар болуп саналат.

OLED массивинин түрлөрү

OLED дисплейлери матрицанын түрү боюнча активдүү матрицалык жана пассивдүү матрицалык болуп бөлүнөт. Активдүү матрицалык түзүлүштөр аноддук пленканын астында жайгашкан жука пленкалуу талаа эффективдүү транзисторлор менен башкарылат. Пассивдүү матрицада сүрөт перпендикуляр жайгашкан анод жана катод тилкелеринин кесилишкен жеринде түзүлөт, ал эми башкаруу тышкы схемадан жүзөгө ашырылат. Мунун негизинде түстүү OLED дисплейлери үчүн үч схема бар:

• Өзүнчө түс эмиттери менен - үч органикалык матрица үч негизги түстү (көк, жашыл жана кызыл) чыгарат, алардан сүрөт түзүлөт.
• Үч ак эмитент жана атайын түс чыпкалары менен.
• Көк эмиттер кыска толкундарды кызыл жана жашыл түстөрдүн узун толкундарына айлантат.

Заманбап колдонмо

Бүгүнкү күндө OLED технологиялары негизинен колдонулатжогорку адистештирилген иштеп чыгуулар. Голография жана түнкү көрүү аппараттары, унаа радиолорунун жана санарип камераларынын органикалык дисплейлери, телефон экрандары жана жарык булактары, телевизорлор жана мониторлор – мунун баары OLED технологияларынын чындыгы.

OLED өмүрү

Бул технологиянын жардамы менен жаратылган бардык заманбап түзмөктөр эртеби-кечпи түстүү күйүп кетет. Ачылган учурда да органикалык жарык чыгаруучу диоддордун нурлануусунун морттугу аныкталган. Дисплейдин жарыктыгы 50% га азайса, бүгүнкү күндө аппараттын кызмат мөөнөтү дээрлик бүттү деп эсептелет. Бул көрсөткүч боюнча операция 70%га жакын токтотулган. Бирок корпорациялардын бул технологияларга жумшаган инвестициялары өзүн актап жатат – көбүнчө керектөөчүлөр эскирген түзмөктөрдү кызмат мөөнөтү бүтө электе алмаштырышат.

Эң көп

Бүгүнкү күндө эң чоң OLED панели OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS ортосундагы биргелешкен долбоордун продуктусу. Панелдин өлчөмү 33х33 см, активдүү бөлүгүнүн аянты 828 кв. см, жана диафрагма - 76%. Бир чарчы метрге 1 миң кандела жарыктыгы менен жарык бөлүкчөлөрүнүн агымы бир ватт үчүн 25 люменди түзөт. Бүгүнкү күндө сатыкка коюлган эң чоң Lumiotec панели 15х15 сантиметр жана бир ватт үчүн 60 люменге чейин жарык агымына ээ, бул бир флуоресценттүү лампага барабар. Ал эми Panasonic 2020-жылга чейин бир ваттына 128 люмен OLED дисплейди чыгарууну пландаштырууда. Аны менен америкалык корпорация атаандашатDoE, ал бир ватт үчүн 170 люменге чейин панелдерди убада кылат.

OLED панелдеринин келечеги

Бүгүнкү күндө иштеп жаткан дизайндардын көбү прототиптер. Алар кымбат, чектелген санда жасалган, ийилбейт жана азырынча жетиштүү эффективдүү эмес. Ири корпорациялар өз ишмердүүлүгүн долбоордун наркын төмөндөтүүгө, көлөмүн көбөйтүүгө жана өндүрүмдүүлүктү жогорулатууга багытташкан. Эксперттер 2020-жылга карата бул продуктунун дүйнөлүк рынокто жеткиликтүү баада массалык түрдө пайда болорун болжолдошууда.

OLED жарыктандыруу

Жарыктандыруудагы органикалык светодиоддор дагы эле рынокто жаңыдан башталууда. Бул продукцияны массалык түрдө чыгаруу азырынча бир дагы корпорация тарабынан ишке киргизиле элек. Мындай лампалардын баасы орточо керектөөчү үчүн дагы эле жогору жана алардын жарыктыгы жана жашоосу көп нерсени каалады. OLED жарыктарынын дүйнөлүк рыноктогу 75 миллиард долларлык үлүшү өтө аз сумма. Бул продукциянын керектөөчүлөрү жеке адамдар эмес, эмеректерди жана жайларды долбоорлоо менен алектенген башка корпорациялар, ошондой эле автомобиль өндүрүшүндөгү корпорациялар.

Плюс жана минус

Органикалык LED'лердин артыкчылыктары да, кемчиликтери да бар. Биринчилерден болуп, алардын аз энергия керектөөсү жана жарыктын бүт панелге бирдей бөлүштүрүлүшү, жогорку эффективдүүлүгү, экологиялык тазалыгы жана жумшак жарыктыгы талашсыз. Бирок негизги артыкчылыгы - аларга ийкемдүүлүк жана назиктик берүү. Ал эми кемчиликтер диоддордун кыска өмүрү, жогорку наркы жана технологиялык көйгөйлөр (органикалыккомпонент суу менен тийгенде кычкылданат, бул кошумча пломбалоону талап кылат). Бирок корпорациялар аларды электрониканын келечеги катары көрүп, бул технологияларды өнүктүрүүгө инвестициялоону улантууда.

Бул канчалык туруктуу

OLED материалдарында оор металлдар жана сымап сыяктуу уулуу элементтер жок. Алар кайра иштетүүгө оңой жана атайын чогултууну жана утилдештирүү үчүн кошумча технологиялык мүмкүнчүлүктөрдү талап кылбайт. OLED phosphorescent лампаларынын иридийи уулуу эмес жана анын саны өтө аз. Жука жана жеңил OLED панелдерин ташуу азыраак ресурстарды талап кылат, бул чыгымдарды азайтат жана айлана-чөйрөгө болгон жүктү азайтат. Мисалы, 55 дюймдук OLED сыналгысынын калыңдыгы 4 мм жана салмагы болжол менен 4-5 килограмм.

Фантастика чындыкка айланат

Кээ бир эксперттердин шектенүүсүнө карабастан, көпчүлүк OLED технологиясы 21-кылымда чоң ачылыш болоруна ишенет. Фантастикалык долбоорлор реалдуу болуп калат, атап айтканда:

• Дал ушул технологиялар иллюзордук эмес, реалдуу үч өлчөмдүү сүрөттү түзүүгө мүмкүндүк берет.
• Бардык жерде жарык OLED лампаларына алмаштырылат.
• Тунук күн панелдери пайда болот.
• Ийкемдүү гаджет мониторлору чөнтөгүңүзгө батат.
• Укмуштуудай жеңил салмактагы мониторлор жогорку түстүү сапаты жана кенен көрүү бурчу менен дароо жооп берет, эң кичинекей өлчөм жана өлчөмдөр.
• Технологиянын аскердик өнөр жайда колдонулушу жалпысынан таң калыштуу.
• Бул жердежаркыраган кийимдер дизайнерлердин коллекцияларында мурунтан эле пайда болгон.

Бирок муну менен эле токтоп калбагыла - теориялык окумуштуулардын жана практиктердин урааны. Заманбап илим эчактан бери эле ар кандай ачылыш цивилизациянын өнүгүшүн таптакыр күтүүсүз багытка айландыра турган бифуркация чекинде турат. Мындай ачылыштарга толгон-токой мисалдар бар: бул вакуумдун толуктугу жана Красниковдун трубалары, ал турсун терең космосто органикалык кошулмалардын ачылышы. Бүгүнкү күндө электрондук гаджеттердин авангардында органикалык жарык чыгаруучу диоддор саналат, бирок эртең эмне болот - ким билет?