Что это - органические светодиоды?

С приходом мировой общественности к концепции устойчивого развития, которая подразумевает экологизацию всей промышленности и повышение экологической сознательности потребителя, товары, на которых есть обозначение «органические», вызывают большой интерес и повышение спроса. И органические светодиоды не стали исключением. Новые технологические решения и новые товары неизменно привлекают внимание "продвинутых" потребителей, шагающих в ногу со временем. Что это такое - органические светодиоды, каковы принципы их работы и перспективы использования? Это и есть тема данной статьи.органические светодиоды

Совсем немного истории

Электролюминесцентные свойства органических материалов открыл в 1950 году французский физик Андре Бернаноз. Но только в 1987 году это открытие приобрело технологическое решение в первом OLED-устройстве, изготовленном фирмой "Кодак". А в 2000 году сразу три химика – А. Мак-Диармид, Х. Сиракава и А. Хигер – были удостоены Нобелевской премии за открытия в области тонкопроводящих полимеров органического происхождения. Только в 2008 году в продажу поступила первая OLED-лампа фирмы OSRAM, которых было изготовлено всего 25 экземпляров по цене 25 тысяч евро. Сегодня же такие лампы предлагают несколько компаний по цене от 500 евро, и существует уже несколько направлений в OLED-технологиях: PHOLED, TOLED, FOLED и другие, которые понятны только специалистам.


Где органика?

Как ни странно, но применение слова «органические» в данном контексте не имеет никакого отношения к продуктам животного или растительного происхождения. Органические светодиоды, или OLED (от английского Organic Light Emitting Diode), – это полупроводник, изготовленный из углеродного материала, который генерирует излучение при прохождении через него электрического тока. При их изготовлении используются продукты органической химии (соединения углерода), что и позволяет назвать их органическими светодиодами.

Устройство и состав

Само устройство состоит из четырех частей: основания, анода, катода, проводящего и излучающего слоев. Основание или подложка могут быть из стекла, пластика или металлизированных пластин. Анод представляет собой оксид индия, легированный оловом. Проводящим и излучающим слоем служат слои полимеров и низкомолекулярных органических соединений. Катод изготовлен из алюминия, кальция или другого металла.активная матрица на органических светодиодах


Технология работы не для физиков

Органические светодиоды устроены по принципу бутерброда. Несколько тонких слоев полупроводников органического происхождения зажаты между разнозаряженными электродами (положительным и отрицательным). И все это расположено на основе из прозрачного материала – стекла или пластика (например, гибкого полимида). При прохождении тока через электроды они образуют заряженные частицы (квазичастицы и электроны). В среднем органическом слое эти частицы концентрируются и создают высокоэнергетическое возбуждение, что и вызывает излучение света разных цветов органической прослойкой. Активной матрицей на органических светодиодах, таким образом, являются именно люминесцентные или фосфорецентные органические слои.


Типы матриц органических светодиодов

OLED-дисплеи по типу матриц делят на активно-матричные и пассивно-матричные. Активно-матричные устройства управляются тонкопленочными полевыми транзисторами, что расположены под анодной пленкой. В пассивно-матричных изображение формируется в точке пересечения перпендикулярно расположенных анодных и катодных полос, при этом управление осуществляется с внешней схемы. Исходя их этого, существует три схемы цветных OLED-дисплеев:

  • С раздельными цветными эмиттерами – три органических матрицы излучают три базовых цвета (синий, зеленый и красный), из которых формируется изображение.
  • С тремя белыми эмиттерами и специальными цветными фильтрами.
  • Голубые эмиттеры преобразуют короткие волны в длинные волны красного и зеленого цветов.

органических светодиодах

Современное применение

В наше время OLED-технологии находят применение в основном в узкоспециализованных разработках. Голография и приборы ночного видения, органические дисплеи автомагнитол и цифровых фотоаппаратов, экраны телефонов и источники света, телевизоры и мониторы – все это уже реалии OLED-технологий.

Срок службы OLED-девайсов

Все современные устройства, созданные по данной технологии, раньше или позже проявляют выгорание яркости цвета. Еще при открытии была обнаружена недолговечность излучения органических светодиодов. Ресурс эксплуатации устройства сегодня считают практически исчерпанным, если яркость дисплея снизилась на 50 %. Эксплуатацию прекращают при данном показателе около 70 %. Но инвестиции корпораций в развитие данных технологий дают свои результаты – чаще потребитель меняет устаревший девайс еще до того, как он подходит к близкому завершению срока службы.дисплей на органических светодиодах

Самые самые

Самая большая панель с органическими светодиодами на сегодня – это продукт совместного проекта корпораций OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Размер панели - 33 на 33 см, площадь активной части - 828 кв. см, а светосила - 76 %. При яркости 1 тысяча кандел на квадратный метр поток световых частиц составляет 25 люмен на ватт. Продаваемая сегодня самая большая панель фирмы Lumiotec имеет размер 15 на 15 сантиметров и световой поток до 60 люмен на ватт, что равно одной люминесцентной лампочке. А корпорация Panasonic к 2020 году планирует запустить на рынок дисплей на органических светодиодах со световым потоком 128 люмен на ватт. С ней соревнуется американская корпорация DoE, которая обещает панели с потоком до 170 люмен на ватт.

Перспективы OLED-панелей

Большинство существующих образцов сегодня являются прототипами. Они дорогие, изготовлены в ограниченных партиях, не сгибаются и пока недостаточно эффективны. Крупные корпорации сосредоточили свою деятельность на удешевлении проекта, увеличении размеров и повышении продуктивности. Эксперты прогнозируют массовое появление данной продукции с доступными ценами на мировом рынке к 2020 году.

OLED-освещение

Органические светодиоды в освещении пока представлены на рынке в зачаточном состоянии. Массовое производство данного товара пока не запущено ни одной корпорацией. Цена таких светильников все еще довольно высока для среднего потребителя, а яркость и срок их службы оставляют желать лучшего. Оборот в 75 миллиардов долларов на мировом рынке, который составляет доля OLED-освещения, - это довольно небольшая сумма. Потребителями данной продукции становятся не физические лица, а другие корпорации, что занимаются дизайном мебели и помещений, а также корпорации автопрома.органические светодиоды oled

Достоинства и недостатки

У органических светодиодов есть и преимущества, и недостатки. Среди первых бесспорны их невысокое энергопотребление и равномерное распределение света по всей панели, высокий КПД, экологичность и мягкий свет. Но главное достоинство – это возможность придания им гибкости и тонкости. А недостатками можно считать недолговечность службы диодов, дороговизну и технологические проблемы (органическая составляющая окисляется при контакте с водой, что требует дополнительной герметизации). Но корпорации продолжают вкладывать инвестиции в развитие данных технологий, видя в них будущее электроники.

Насколько это экологично

В OLED-материалах не содержатся тяжелые металлы и токсичные элементы типа ртути. Они легко перерабатываются и не требуют специального сбора и дополнительных технологических мощностей при утилизации. Иридий фосфоресцентных ламп на органических светодиодах нетоксичен, и его количество крайне мало. Транспортировка тонких и легких OLED-панелей требует меньшего количества ресурсов, что сокращает затраты и снижает нагрузку на окружающую среду. Например, телевизор с OLED-монитором диагональю в 55 дюймов имеет толщину 4 мм, а весит порядка 4-5 килограммов.органические светодиоды в освещении

Фантастика станет реальностью

Несмотря на скептицизм некоторых экспертов, большинство уверено, что OLED-технологии станут главным прорывом в 21 веке. Фантастические проекты станут реальными, а именно:

  • Именно эти технологии позволят создать не иллюзорную, а вполне реально трехмерную картинку.
  • Освещение везде заменят OLED-лампы.
  • Появятся прозрачные солнечные батареи.
  • Гибкие мониторы гаджетов можно будет уместить в кармане.
  • Невероятно легкие мониторы с высоким качеством цвета и широким углом обзора будут иметь мгновенный отклик, минимальный размер и габариты.
  • Применение технологий в военной промышленности вообще поражает воображение.
  • А вот светящаяся одежда уже появилась в дизайнерских коллекциях.

органические светодиоды что это такое

Но не стоит останавливаться на достигнутом - девиз ученых-теоретиков и практиков. Современная наука давно находится в точке бифуркации, когда любое открытие может повернуть развитие цивилизации в совершенно непредсказуемое русло. Примеров таких открытий предостаточно: это и наполненность вакуума, и трубы Красникова, и даже открытие органических соединений в глубоком космосе. Сегодня авангард электронных гаджетов - органические светодиоды, а что завтра - кто знает?

Красный светодиод: основные характеристики и области применения
Светодиоды являются настоящими невоспетыми героями в мире электроники. Они выполняют десятки различных функций и применяются сейчас чуть ли не в каждом электронном устройстве.
далее
Светодиод - что это? Отвечаем на вопрос. Принцип работы светодиода
Повсеместно происходит замена обычных ламп на светодиодные. На сегодняшний день это лучший способ освещения для автомобилей и домов, более долговечный и лёгкий в замене. Итак, в чем заключается принцип работы светодиода и как его правильно выбрать?
далее
Узнаем что лучше: IPS или AMOLED? Сравнение и народное мнение
Решая, какой тип дисплея выбрать, следует помнить: каждая технология имеет свои плюсы и минусы. Только взвесив все за и против, имеет смысл делать выбор.
далее
Какими бывают виды и типы светодиодов: классификация, характеристики, ...
Светодиоды приобрели самую широкую популярность. С чем это может быть связано? Какие типы светодиодов могут быть отнесены к самым востребованным?
далее
Люминесцентные лампы для растений: как правильно выбрать? Влияние ...
Мы успели полюбить овощные растения, еще не так давно входившие только в рацион людей, живущих преимущественно в южных широтах – баклажаны, огурцы, сладкий перец, помидоры – и научились их выращивать. Это светолюбивые и теплолюбивые культуры, ...
далее
Лазеры полупроводниковые: виды, устройство, принцип работы, использование
Полупроводниковые лазеры являются квантовыми генераторами на основе полупроводниковой активной среды, в которой оптическое усиление создаётся вынужденным излучением при квантовом переходе между энергетическими уровнями при большой концентрации носителей заряда в свободной зоне.
далее
Лазеры полупроводниковые: виды, устройство, принцип работы, использование
Рассеиватели для светодиодных лент - выбор и крепление
Одними из основных конструктивных элементов, делающих LED-освещение комфортным, а сам диод защищенным от повреждения, являются рассеиватели для светодиодных лент. В статье рассмотрены выполняемые ими задачи, виды применяемых для изготовления материалов и установка.
далее
Рассеиватели для светодиодных лент - выбор и крепление
Торцевая подсветка акрила сделать самому своими руками
Такая технология, как торцевая подсветка акрила, может быть использована не только в производстве рекламной продукции. Световые панно из акрила с торцевой подсветкой станут стильным украшением современного дома. Собрать такое панно можно самостоятельно или с помощью готовых фреймлайт-панелей.
далее
Торцевая подсветка акрила сделать самому своими руками
Что это - Oled-монитор
Если сравнивать Oled монитор с жидкокристаллическим (LCD), то его матрица сформирована из особых соединений органической природы, которые способны светиться под воздействием электрического тока.
далее
Что это - Oled-монитор
Генератор свободной энергии сделать самому своими руками: схема
Что такое «зеленая энергия»? Возможно ли сделать генератор свободной энергии своими руками? Способы получения бесплатного электричества. Как работает установка Т. Капанадзе?
далее
Генератор свободной энергии сделать самому своими руками: схема