Què són els LED orgànics?

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Amb l'arribada de la comunitat mundial al concepte de desenvolupament sostenible, que implica l'ambientalització de tota la indústria i l'augment de la consciència ambiental del consumidor, els productes que porten l'etiqueta "ecològic" estan despertant un gran interès. i una demanda creixent. I els LED orgànics no són una excepció. Les noves solucions tecnològiques i els nous productes atreuen invariablement l'atenció dels consumidors "avançats" que segueixen el ritme dels temps. Què és: díodes emissors de llum orgànics, quins són els principis del seu treball i les perspectives d'ús? Aquest és el tema d'aquest article.

Una mica d'història

Les propietats electroluminescents dels materials orgànics van ser descobertes l'any 1950 pel físic francès Andre Bernanoz. Però no va ser fins al 1987 que aquest descobriment es va convertir en una solució tecnològica en el primer dispositiu OLED fabricat per Kodak. I l'any 2000, tres químics alhora -A. McDiarmid, H. Shirakawa i A. Heeger- van rebre el Premi Nobel pels descobriments en aquest camp.polímers conductors prims d'origen orgànic. Només l'any 2008 es va posar a la venda la primera làmpada OLED OSRAM, de la qual només se'n van fer 25 còpies a un preu de 25.000 euros. Avui dia, aquestes làmpades les ofereixen diverses empreses a un preu de 500 euros, i ja hi ha diverses direccions en tecnologies OLED: PHOLED, TOLED, FOLED i d' altres que només són comprensibles per als especialistes.

On és orgànic?

Curiosament, però l'ús de la paraula "orgànic" en aquest context no té res a veure amb productes d'origen animal o vegetal. Els díodes emissors de llum orgànics, o OLED (de l'anglès Organic Light Emitting Diode), són un semiconductor fet de material de carboni que genera radiació quan el travessa un corrent elèctric. En la seva fabricació s'utilitzen productes de química orgànica (compostos de carboni), fet que ens permet anomenar-los LED orgànics.

Disseny i composició

El dispositiu en si consta de quatre parts: base, ànode, càtode, capes conductores i radiants. La base o el substrat pot ser de vidre, plàstic o plaques metal·litzades. L'ànode és òxid d'indi dopat amb estany. Les capes conductores i radiants són capes de polímers i compostos orgànics de baix pes molecular. El càtode està fet d'alumini, calci o un altre metall.

La tecnologia no és per als físics

Els díodes emissors de llum orgànics estan disposats segons el principi d'un sandvitx. Diverses capes primes de semiconductorsd'origen orgànic s'intercalen entre elèctrodes de càrrega diferent (positiu i negatiu). I tot això es troba sobre la base d'un material transparent: vidre o plàstic (per exemple, poliamida flexible). Quan el corrent passa pels elèctrodes, formen partícules carregades (quasipartícules i electrons). A la capa orgànica mitjana, aquestes partícules es concentren i creen una excitació d' alta energia, que provoca l'emissió de llum de diferents colors per part de la capa orgànica. Així, la matriu activa dels díodes emissors de llum orgànics és precisament capes orgàniques luminescents o fosforescents.

Tipus de matrius OLED

Les pantalles OLEDes divideixen en matriu activa i matriu passiva segons el tipus de matriu. Els dispositius de matriu activa estan controlats per transistors d'efecte de camp de pel·lícula prima, que es troben sota la pel·lícula de l'ànode. En matriu passiva, la imatge es forma al punt d'intersecció de tires d'ànode i càtode situades perpendicularment, mentre que el control es realitza des d'un circuit extern. En base a això, hi ha tres esquemes per a pantalles OLED de color:

• Amb emissors de color separats: tres matrius orgàniques emeten tres colors primaris (blau, verd i vermell) a partir dels quals es forma la imatge.
• Amb tres emissors blancs i filtres de color especials.
• Els emissors blaus converteixen les longituds d'ona curtes en longituds d'ona llargues de vermell i verd.

Aplicació moderna

Avui, les tecnologies OLED s'utilitzen principalmentdesenvolupaments altament especialitzats. Dispositius d'holografia i visió nocturna, pantalles orgàniques de ràdios de cotxes i càmeres digitals, pantalles de telèfons i fonts de llum, televisors i monitors: tot això és la realitat de les tecnologies OLED.

Vida útil d'OLED

Tots els dispositius moderns creats amb aquesta tecnologia, tard o d'hora, presenten una crema de color. Fins i tot a l'obertura, es va descobrir la fragilitat de la radiació dels díodes emissors de llum orgànics. La vida útil d'un dispositiu avui es considera gairebé esgotada si la brillantor de la pantalla ha disminuït un 50%. L'operació s'atura en aquest indicador d'un 70%. Però les inversions de les empreses en aquestes tecnologies estan donant els seus fruits: la majoria de les vegades, els consumidors canvien els dispositius obsolets abans que estiguin a prop del final de la seva vida útil.

El màxim més

El panell OLED més gran fins ara és el producte d'un projecte conjunt entre OSRAM, Philips, Novaled i Fraunhoter IPMS. La mida del panell és de 33 per 33 cm, l'àrea de la part activa és de 828 metres quadrats. cm i obertura - 76%. Amb una brillantor d'1 mil candelas per metre quadrat, el flux de partícules de llum és de 25 lúmens per watt. El panell Lumiotec més gran a la venda avui fa 15 per 15 centímetres i té un flux lluminós de fins a 60 lúmens per watt, que és igual a una bombeta fluorescent. I Panasonic té previst llançar una pantalla OLED de 128 lúmens per watt el 2020. Una corporació nord-americana hi competeixDoE, que promet panells amb fins a 170 lúmens per watt.

Perspectives dels panells OLED

La majoria dels dissenys existents avui en dia són prototips. Són cars, es fabriquen en quantitats limitades, no es dobleguen i encara no són prou efectius. Les grans corporacions han centrat les seves activitats a reduir el cost del projecte, augmentar la mida i augmentar la productivitat. Els experts prediuen l'aparició massiva d'aquest producte amb preus assequibles al mercat mundial per al 2020.

Il·luminació OLED

Els LED orgànics en il·luminació encara estan en la seva infància al mercat. La producció en massa d'aquest producte encara no ha estat llançada per cap corporació. El preu d'aquestes làmpades encara és bastant alt per al consumidor mitjà, i la seva brillantor i vida deixen molt a desitjar. La quota de mercat global de 75.000 milions de dòlars de la il·luminació OLED és una quantitat força petita. Els consumidors d'aquests productes no són particulars, sinó altres corporacions que es dediquen al disseny de mobles i locals, així com corporacions de la indústria de l'automòbil.

Pros i contres

Els LED orgànics tenen avantatges i desavantatges. Entre els primers, són indiscutibles el seu baix consum energètic i la distribució uniforme de la llum per tot el panell, l' alta eficiència, el respecte al medi ambient i la llum suau. Però el principal avantatge és la capacitat de donar-los flexibilitat i subtilesa. I les mancances es poden considerar la curta vida útil dels díodes, l' alt cost i els problemes tecnològics (orgànics).component s'oxida en contacte amb l'aigua, cosa que requereix un segellat addicional). Però les empreses continuen invertint en el desenvolupament d'aquestes tecnologies, considerant-les com el futur de l'electrònica.

Com de sostenible és això

Els materials OLED no contenen metalls pesants ni elements tòxics com el mercuri. Es reciclen fàcilment i no requereixen una recollida especial i capacitats tecnològiques addicionals per a l'eliminació. L'iridi de les làmpades fosforescents OLED no és tòxic i la quantitat és extremadament petita. El transport de panells OLED prims i lleugers requereix menys recursos, la qual cosa redueix costos i redueix la càrrega per al medi ambient. Per exemple, un televisor OLED de 55 polzades té 4 mm de gruix i pesa uns 4-5 quilograms.

La ficció es farà realitat

Malgrat l'escepticisme d'alguns experts, la majoria confia que la tecnologia OLED serà un gran avenç al segle XXI. Els projectes fantàstics es faran realitat, a saber:

• Són aquestes tecnologies les que permetran crear una imatge tridimensional no il·lusòria, sinó força realista.
• La il·luminació a tot arreu es substituirà per làmpades OLED.
• Apareixeran plaques solars transparents.
• Els monitors de gadgets flexibles caben a la vostra butxaca.
• Els monitors increïblement lleugers amb una gran qualitat de color i un ampli angle de visió tindran una resposta instantània, la mida i les dimensions més petites.
• L'aplicació de la tecnologia a la indústria militar és generalment sorprenent.
• Aquíroba brillant ja ha aparegut a les col·leccions de dissenyadors.

Però no us atureu aquí: el lema dels científics i professionals teòrics. La ciència moderna fa temps que es troba en un punt de bifurcació, quan qualsevol descobriment pot convertir el desenvolupament de la civilització en un curs completament impredictible. Hi ha molts exemples d'aquests descobriments: aquesta és la plenitud del buit i les canonades de Krasnikov, i fins i tot el descobriment de compostos orgànics a l'espai profund. Avui, l'avantguarda dels aparells electrònics són els díodes emissors de llum orgànics, però què demà, qui sap?