Ի՞նչ են օրգանական LED-ները:

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Համաշխարհային հանրության գալուստով կայուն զարգացման հայեցակարգին, որը ենթադրում է ողջ արդյունաբերության կանաչապատում և սպառողների բնապահպանական իրազեկվածության բարձրացում, «օրգանական» պիտակը կրող ապրանքները մեծ հետաքրքրություն են առաջացնում: և պահանջարկի աճ։ Եվ օրգանական LED-ները բացառություն չեն: Նոր տեխնոլոգիական լուծումներն ու նոր ապրանքները մշտապես գրավում են ժամանակի հետ համընթաց «առաջադեմ» սպառողների ուշադրությունը։ Ի՞նչ է դա՝ օրգանական լուսարձակող դիոդներ, ինչպիսի՞ն են դրանց աշխատանքի սկզբունքները և օգտագործման հեռանկարները: Սա այս հոդվածի թեման է:

Մի քիչ պատմություն

Օրգանական նյութերի էլեկտրալյումինեսցենտային հատկությունները հայտնաբերվել են 1950 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անդրե Բեռնանոզի կողմից։ Բայց միայն 1987 թվականին այս հայտնագործությունը դարձավ տեխնոլոգիական լուծում Kodak-ի կողմից արտադրված առաջին OLED սարքում: Իսկ 2000 թվականին միանգամից երեք քիմիկոսներ՝ Ա. ՄաքԴիարմիդը, Հ. Շիրակավան և Ա. Հիգերը, արժանացան Նոբելյան մրցանակի՝ ոլորտում հայտնագործությունների համար։օրգանական ծագման բարակ հաղորդիչ պոլիմերներ. Միայն 2008 թվականին վաճառքի է հանվել առաջին OSRAM OLED լամպը, որից պատրաստվել է ընդամենը 25 օրինակ՝ 25000 եվրո գնով։ Այսօր նման լամպեր մի քանի ընկերություններ առաջարկում են 500 եվրո գնով, իսկ OLED տեխնոլոգիաներում արդեն կան մի քանի ուղղություններ՝ PHOLED, TOLED, FOLED և այլ, որոնք հասկանալի են միայն մասնագետներին։։

Որտե՞ղ է օրգանական?

Բավականին տարօրինակ է, բայց այս համատեքստում «օրգանական» բառի օգտագործումը ոչ մի կապ չունի կենդանական կամ բուսական ծագման արտադրանքի հետ: Օրգանական լույս արձակող դիոդներ կամ OLED (անգլերեն Organic Light Emitting Diode-ից), ածխածնային նյութից պատրաստված կիսահաղորդիչ է, որը ճառագայթում է առաջացնում, երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է դրա միջով։ Դրանց արտադրության մեջ օգտագործվում են օրգանական քիմիայի արտադրանք (ածխածնի միացություններ), ինչը թույլ է տալիս դրանք անվանել օրգանական լուսադիոդներ։

Դիզայն և կոմպոզիցիա

Սարքն ինքնին բաղկացած է չորս մասից՝ հիմք, անոդ, կաթոդ, հաղորդիչ և ճառագայթող շերտեր: Հիմքը կամ հիմքը կարող է պատրաստվել ապակյա, պլաստմասե կամ մետաղացված թիթեղներից: Անոդը թիթեղով պատված ինդիումի օքսիդ է: Հաղորդող և ճառագայթող շերտերը պոլիմերների և ցածր մոլեկուլային քաշի օրգանական միացությունների շերտեր են։ Կաթոդը պատրաստված է ալյումինից, կալցիումից կամ այլ մետաղից։

Տեխնոլոգիան ֆիզիկոսների համար չէ

Օրգանական լուսարձակող դիոդները դասավորված են սենդվիչի սկզբունքով։ Կիսահաղորդիչների մի քանի բարակ շերտերօրգանական ծագում ունեն տարբեր լիցքավորված էլեկտրոդների (դրական և բացասական) միջև: Եվ այս ամենը տեղակայված է թափանցիկ նյութի հիման վրա՝ ապակի կամ պլաստիկ (օրինակ՝ ճկուն պոլիամիդ)։ Երբ հոսանքն անցնում է էլեկտրոդների միջով, դրանք ձևավորում են լիցքավորված մասնիկներ (քվազիմասնիկներ և էլեկտրոններ): Միջին օրգանական շերտում այդ մասնիկները կենտրոնանում են և ստեղծում բարձր էներգիայի գրգռում, որն առաջացնում է օրգանական շերտի կողմից տարբեր գույների լույսի արտանետում։ Այսպիսով, օրգանական լուսարձակող դիոդների ակտիվ մատրիցը հենց լուսարձակ կամ ֆոսֆորեսցենտ օրգանական շերտերն են։

OLED զանգվածների տեսակները

OLED էկրանները բաժանվում են ակտիվ մատրիցային և պասիվ մատրիցայի՝ ըստ մատրիցայի տեսակի: Ակտիվ մատրիցային սարքերը կառավարվում են բարակ թաղանթով դաշտային տրանզիստորներով, որոնք գտնվում են անոդային թաղանթի տակ: Պասիվ մատրիցայում պատկերը ձևավորվում է ուղղահայաց տեղակայված անոդի և կաթոդի շերտերի հատման կետում, մինչդեռ կառավարումն իրականացվում է արտաքին միացումից: Ելնելով դրանից՝ գունավոր OLED էկրանների երեք սխեման կա՝

• Առանձին գունավոր արտանետիչներով - երեք օրգանական մատրիցներ արձակում են երեք հիմնական գույներ (կապույտ, կանաչ և կարմիր), որոնցից ձևավորվում է պատկերը:
• Երեք սպիտակ արտանետիչներով և հատուկ գունավոր զտիչներով:
• Կապույտ արձակիչները կարճ ալիքների երկարությունները վերածում են կարմիրի և կանաչի երկար ալիքների:

Ժամանակակից հավելված

Այսօր OLED տեխնոլոգիաները հիմնականում օգտագործվում ենբարձր մասնագիտացված զարգացումներ: Հոլոգրաֆիա և գիշերային տեսողության սարքեր, մեքենայի ռադիոների և թվային տեսախցիկների օրգանական էկրաններ, հեռախոսի էկրաններ և լույսի աղբյուրներ, հեռուստացույցներ և մոնիտորներ. այս ամենը OLED տեխնոլոգիաների իրականությունն է:

OLED կյանքի տևողությունը

Այս տեխնոլոգիայի կիրառմամբ ստեղծված բոլոր ժամանակակից սարքերը վաղ թե ուշ ցուցադրում են գույնի այրում: Նույնիսկ բացման ժամանակ հայտնաբերվեց օրգանական լուսադիոդների ճառագայթման փխրունությունը։ Սարքի ծառայության ժամկետն այսօր համարվում է գրեթե սպառված, եթե էկրանի պայծառությունը նվազել է 50%-ով: Շահագործումը դադարեցված է այս ցուցանիշով մոտ 70%: Սակայն կորպորացիաների ներդրումներն այս տեխնոլոգիաներում արդյունք են տալիս. ավելի հաճախ, քան ոչ, սպառողները փոխում են հնացած սարքերը նախքան դրանց ծառայության ժամկետի ավարտը:

Ամենաամենա

Մինչ այսօր ամենամեծ OLED վահանակը OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS-ի համատեղ նախագծի արդյունքն է: Վահանակի չափը 33 x 33 սմ է, ակտիվ մասի մակերեսը 828 քառ. սմ, իսկ բացվածքը՝ 76%։ Մեկ քառակուսի մետրում 1 հազար կանդելա պայծառությամբ լույսի մասնիկների հոսքը 25 լյումեն է մեկ վտ-ում։ Այսօր վաճառվող Lumiotec ամենամեծ վահանակը 15 x 15 սանտիմետր է և ունի մինչև 60 լյումեն լուսավոր հոսք մեկ վտ-ի համար, որը հավասար է մեկ լյումինեսցենտային լամպի: Իսկ Panasonic-ը նախատեսում է մինչև 2020 թվականը թողարկել մեկ վտ հզորությամբ OLED էկրան 128 լյումեն: Նրա հետ մրցում է ամերիկյան կորպորացիանDoE, որը խոստանում է վահանակներ մինչև 170 լյումեն մեկ վտ-ում։

Հեռանկարներ OLED վահանակների համար

Այսօր գոյություն ունեցող նմուշների մեծ մասը նախատիպեր են: Դրանք թանկ են, պատրաստվում են սահմանափակ քանակությամբ, չեն թեքում և դեռ բավականաչափ արդյունավետ չեն։ Խոշոր կորպորացիաներն իրենց գործունեությունը կենտրոնացրել են ծրագրի արժեքը նվազեցնելու, չափի մեծացման և արտադրողականության բարձրացման վրա: Մասնագետները կանխատեսում են այս ապրանքի զանգվածային հայտնվելը համաշխարհային շուկայում մատչելի գներով մինչև 2020 թվականը։

OLED լուսավորություն

Օրգանական LED-ները լուսավորության մեջ դեռևս իրենց սկզբնական փուլում են շուկայում: Այս ապրանքի զանգվածային արտադրությունը դեռևս ոչ մի կորպորացիայի կողմից չի սկսվել։ Նման լամպերի գինը դեռևս բավականին բարձր է սովորական սպառողի համար, և դրանց պայծառությունն ու կյանքը շատ բան են թողնում: OLED լուսավորության համաշխարհային շուկայի 75 միլիարդ դոլար մասնաբաժինը բավականին փոքր գումար է: Այս ապրանքների սպառողները ֆիզիկական անձինք չեն, այլ այլ կորպորացիաներ, որոնք զբաղվում են կահույքի և տարածքների նախագծմամբ, ինչպես նաև ավտոմոբիլային արդյունաբերության կորպորացիաներ:

Կողմ և դեմ

Օրգանական LED-ներն ունեն և՛ առավելություններ, և՛ թերություններ: Առաջիններից անվիճելի են նրանց ցածր էներգիայի սպառումը և լույսի միասնական բաշխումը ամբողջ վահանակի վրա, բարձր արդյունավետությունը, շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը և փափուկ լույսը: Բայց հիմնական առավելությունը նրանց ճկունություն և նրբություն հաղորդելու ունակությունն է։ Իսկ թերությունները կարելի է համարել դիոդների կարճ կյանքը, բարձր արժեքը և տեխնոլոգիական խնդիրները (օրգանական.բաղադրիչը օքսիդանում է ջրի հետ շփվելիս, ինչը պահանջում է լրացուցիչ կնքում): Սակայն կորպորացիաները շարունակում են ներդրումներ կատարել այս տեխնոլոգիաների զարգացման մեջ՝ դրանք տեսնելով որպես էլեկտրոնիկայի ապագան:

Որքանո՞վ է սա կայուն

OLED նյութերը չեն պարունակում ծանր մետաղներ և թունավոր տարրեր, ինչպիսիք են սնդիկը: Դրանք հեշտությամբ վերամշակվում են և չեն պահանջում հատուկ հավաքման և հեռացման համար լրացուցիչ տեխնոլոգիական հզորություններ: OLED ֆոսֆորեսցենտ լամպերի իրիդիումը թունավոր չէ, և դրանց քանակը չափազանց փոքր է: Բարակ և թեթև OLED վահանակների տեղափոխումը պահանջում է ավելի քիչ ռեսուրսներ, ինչը նվազեցնում է ծախսերը և նվազեցնում շրջակա միջավայրի բեռը: Օրինակ՝ 55 դյույմանոց OLED հեռուստացույցն ունի 4 մմ հաստություն և կշռում է մոտ 4-5 կիլոգրամ։

Գեղարվեստական գրականությունն իրականություն կդառնա

Չնայած որոշ փորձագետների թերահավատությանը, մեծ մասը վստահ է, որ OLED տեխնոլոգիան 21-րդ դարում լուրջ առաջընթաց կլինի: Ֆանտաստիկ նախագծերը իրական կդառնան, այն է՝

• Հենց այս տեխնոլոգիաները հնարավորություն կտան ստեղծել ոչ թե պատրանքային, այլ բավականին իրատեսական եռաչափ պատկեր։
• Լուսավորությունն ամենուր կփոխարինվի OLED լամպերով։
• Թափանցիկ արևային վահանակներ կհայտնվեն։
• Գաջեթի ճկուն մոնիտորները կտեղավորվեն ձեր գրպանում:
• Անհավանական թեթև մոնիտորները՝ բարձր գունային որակով և լայն դիտման անկյունով, կունենան ակնթարթային արձագանք, ամենափոքր չափսերն ու չափերը:
• Տեխնոլոգիաների կիրառումը ռազմական արդյունաբերության մեջ ընդհանուր առմամբ զարմանալի է։
• ԱհաՓայլուն հագուստն արդեն հայտնվել է դիզայներական հավաքածուներում։

Բայց մի սահմանափակվեք այսքանով՝ տեսաբան գիտնականների և պրակտիկանտների կարգախոսը։ Ժամանակակից գիտությունը վաղուց գտնվում է երկփեղկվածության կետում, երբ ցանկացած հայտնագործություն կարող է քաղաքակրթության զարգացումը վերածել միանգամայն անկանխատեսելի ընթացքի։ Նման հայտնագործությունների բազմաթիվ օրինակներ կան. սա վակուումի լիությունն է, Կրասնիկովի խողովակները և նույնիսկ խորը տարածության մեջ օրգանական միացությունների հայտնաբերումը: Այսօր էլեկտրոնային գաջեթների ավանգարդը օրգանական լուսարձակող դիոդներն են, բայց ի՞նչ վաղը՝ ո՞վ գիտի: