Je! LED za kikaboni ni nini?

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kutokana na ujio wa jumuiya ya ulimwengu katika dhana ya maendeleo endelevu, ambayo yanamaanisha uwekaji kijani wa tasnia nzima na kuongezeka kwa mwamko wa mazingira wa watumiaji, bidhaa ambazo zina lebo ya "organic" zinavutia sana. na kuongezeka kwa mahitaji. Na LED za kikaboni sio ubaguzi. Suluhu mpya za kiteknolojia na bidhaa mpya huvutia usikivu wa watumiaji "wa hali ya juu" wanaoendana na wakati. Ni nini - diode za kikaboni zinazotoa mwanga, ni kanuni gani za kazi zao na matarajio ya matumizi? Hii ndiyo mada ya makala haya.

Historia kidogo tu

Sifa za elektroluminiki za nyenzo za kikaboni ziligunduliwa mwaka wa 1950 na mwanafizikia Mfaransa Andre Bernanoz. Lakini hadi 1987 ugunduzi huu ukawa suluhisho la kiteknolojia katika kifaa cha kwanza cha OLED kilichotengenezwa na Kodak. Na mnamo 2000, wanakemia watatu kwa wakati mmoja - A. McDiarmid, H. Shirakawa na A. Heeger - walitunukiwa Tuzo ya Nobel kwa uvumbuzi katika uwanja huo.polima nyembamba za asili ya kikaboni. Mnamo 2008 tu, taa ya kwanza ya OSRAM OLED ilianza kuuzwa, ambayo nakala 25 tu zilifanywa kwa bei ya euro 25,000. Leo, taa hizo hutolewa na makampuni kadhaa kwa bei ya euro 500, na tayari kuna maelekezo kadhaa katika teknolojia za OLED: PHOLED, TOLED, FOLED na wengine ambao wanaeleweka tu kwa wataalamu.

organic iko wapi?

Ajabu, lakini matumizi ya neno "hai" katika muktadha huu hayahusiani na bidhaa za asili ya wanyama au mimea. Diodi za kikaboni zinazotoa mwanga, au OLED (kutoka Diode ya Kiingereza ya Organic Light Emitting), ni semicondukta iliyotengenezwa kwa nyenzo za kaboni ambayo hutoa mionzi wakati mkondo wa umeme unapita ndani yake. Katika utengenezaji wao, bidhaa za kemia ya kikaboni (misombo ya kaboni) hutumiwa, ambayo huturuhusu kuziita LED za kikaboni.

Muundo na muundo

Kifaa chenyewe kina sehemu nne: base, anode, cathode, conductive na tabaka za miale. Msingi au substrate inaweza kufanywa kwa kioo, plastiki au sahani za metali. Anode ni indium oxide iliyotiwa bati. Tabaka za conductive na meremeta ni tabaka za polima na misombo ya kikaboni yenye uzito mdogo wa Masi. Cathode imeundwa kwa alumini, kalsiamu au chuma kingine.

Teknolojia si ya wanafizikia

Diodi za kikaboni zinazotoa mwanga zimepangwa kwa kanuni ya sandwichi. Tabaka kadhaa nyembamba za semiconductorsza asili ya kikaboni zimewekwa kati ya elektrodi zenye chaji tofauti (chanya na hasi). Na hii yote iko kwa misingi ya nyenzo za uwazi - kioo au plastiki (kwa mfano, polyamide rahisi). Wakati sasa inapita kupitia electrodes, huunda chembe za kushtakiwa (quasiparticles na elektroni). Katika safu ya kati ya kikaboni, chembe hizi zimejilimbikizia na kuunda msisimko wa juu wa nishati, ambayo husababisha utoaji wa mwanga wa rangi tofauti na safu ya kikaboni. Kwa hivyo, matriki amilifu kwenye diodi za kikaboni zinazotoa mwanga ni tabaka za kikaboni za luminescent au phosphorescent.

Aina za safu za OLED

Onyesho la OLED limegawanywa katika tumbo-tendaji na tumbo-tumbo kulingana na aina ya matrix. Vifaa vinavyofanya kazi-matrix vinadhibitiwa na transistors za athari za shamba za filamu nyembamba, ambazo ziko chini ya filamu ya anode. Katika matrix ya passiv, picha huundwa kwenye sehemu ya makutano ya vipande vya anode na cathode, wakati udhibiti unafanywa kutoka kwa mzunguko wa nje. Kulingana na hili, kuna miundo mitatu ya maonyesho ya rangi ya OLED:

• Na vitoa hewa vya rangi tofauti - matiti matatu ya kikaboni hutoa rangi tatu za msingi (bluu, kijani kibichi na nyekundu) ambapo picha imeundwa.
• Yenye emitter tatu nyeupe na vichujio maalum vya rangi.
• Mitteri ya samawati hubadilisha urefu mfupi wa mawimbi kuwa mawimbi marefu ya nyekundu na kijani.

Programu ya kisasa

Leo, teknolojia za OLED hutumiwa sana nchinimaendeleo maalumu sana. Vifaa vya holografia na maono ya usiku, maonyesho ya kikaboni ya redio za magari na kamera za kidijitali, skrini za simu na vyanzo vya mwanga, TV na vidhibiti - yote haya ni uhalisia wa teknolojia za OLED.

muda wa maisha wa OLED

Vifaa vyote vya kisasa vilivyoundwa kwa kutumia teknolojia hii mapema au baadaye vitaonyesha rangi zilizochomwa. Hata wakati wa ufunguzi, udhaifu wa mionzi ya diode za kikaboni zinazotoa mwanga ziligunduliwa. Maisha ya huduma ya kifaa leo yanachukuliwa kuwa karibu nimechoka ikiwa mwangaza wa onyesho umepungua kwa 50%. Operesheni imesimamishwa kwa kiashiria hiki cha karibu 70%. Lakini uwekezaji wa mashirika katika teknolojia hizi unalipa - mara nyingi zaidi, watumiaji hubadilisha vifaa vilivyopitwa na wakati kabla ya kukaribia mwisho wa maisha yao ya huduma.

Zaidi zaidi

Paneli kubwa zaidi ya OLED hadi sasa ni zao la mradi wa pamoja kati ya OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. Saizi ya paneli ni 33 kwa cm 33, eneo la sehemu ya kazi ni 828 sq. cm, na aperture - 76%. Kwa mwangaza wa mishumaa elfu 1 kwa kila mita ya mraba, mtiririko wa chembe za mwanga ni lumens 25 kwa watt. Paneli kubwa zaidi ya Lumiotec inayouzwa leo ni sentimita 15 kwa 15 na ina flux ya mwanga ya hadi lumens 60 kwa wati, ambayo ni sawa na balbu moja ya mwanga ya fluorescent. Na Panasonic inapanga kuzindua lumens 128 kwa onyesho la OLED la wati ifikapo 2020. Shirika la Marekani linashindana nayoDoE, ambayo huahidi paneli zenye hadi lumen 170 kwa wati.

Matarajio ya paneli za OLED

Miundo mingi iliyopo leo ni mifano. Wao ni ghali, hutengenezwa kwa kiasi kidogo, haipindi na bado haifai kutosha. Mashirika makubwa yameelekeza shughuli zao katika kupunguza gharama ya mradi, kuongeza ukubwa na kuongeza tija. Wataalamu wanatabiri mwonekano mkubwa wa bidhaa hii kwa bei nafuu kwenye soko la dunia kufikia 2020.

Mwangaza wa OLED

Mwangaza wa LEDs hai bado ni changa sokoni. Uzalishaji mkubwa wa bidhaa hii bado haujazinduliwa na shirika lolote. Bei ya taa hizo bado ni ya juu kabisa kwa watumiaji wa kawaida, na mwangaza wao na maisha huacha kuhitajika. Sehemu ya soko ya kimataifa ya dola bilioni 75 ya taa za OLED ni kiasi kidogo sana. Watumiaji wa bidhaa hizi si watu binafsi, bali mashirika mengine ambayo yanajishughulisha na usanifu wa samani na majengo, pamoja na mashirika katika sekta ya magari.

Faida na hasara

Taa za LED za kikaboni zina faida na hasara zote mbili. Miongoni mwa kwanza, matumizi yao ya chini ya nguvu na usambazaji sare wa mwanga juu ya jopo zima, ufanisi wa juu, urafiki wa mazingira na mwanga laini hauwezekani. Lakini faida kuu ni uwezo wa kuwapa kubadilika na hila. Na mapungufu yanaweza kuzingatiwa maisha mafupi ya diode, gharama kubwa na shida za kiteknolojia (kikaboni).sehemu ya oxidizes inapogusana na maji, ambayo inahitaji kuziba kwa ziada). Lakini mashirika yanaendelea kuwekeza katika ukuzaji wa teknolojia hizi, na kuziona kama siku zijazo za kielektroniki.

Hii ni endelevu kiasi gani

Nyenzo za OLED hazina metali nzito na vipengele vya sumu kama vile zebaki. Zinasindika kwa urahisi na haziitaji mkusanyiko maalum na uwezo wa ziada wa kiteknolojia kwa utupaji. Iridiamu ya taa ya fosforasi ya OLED haina sumu na kiasi chake ni kidogo sana. Usafirishaji wa paneli nyembamba na nyepesi za OLED huhitaji rasilimali chache, ambayo hupunguza gharama na kupunguza mzigo kwenye mazingira. Kwa mfano, TV ya OLED ya inchi 55 ina unene wa mm 4 na uzani wa takriban kilo 4-5.

Hatua zitakuwa ukweli

Licha ya kutiliwa shaka na baadhi ya wataalamu, wengi wana uhakika kwamba teknolojia ya OLED itakuwa mafanikio makubwa katika karne ya 21. Miradi mizuri itakuwa halisi, yaani:

• Ni teknolojia hizi zitakazowezesha kuunda sio picha ya uwongo, lakini ya kweli kabisa yenye sura tatu.
• Kumulika kila mahali kutabadilishwa na taa za OLED.
• Paneli za sola zenye uwazi zitatokea.
• Vichunguzi vinavyonyumbulika vya kifaa vitatoa mfukoni mwako.
• Vichunguzi vyepesi vya ajabu vyenye ubora wa juu wa rangi na pembe pana ya kutazama vitakuwa na jibu la papo hapo, ukubwa mdogo na vipimo.
• Matumizi ya teknolojia katika tasnia ya kijeshi kwa ujumla ni ya kushangaza.
• Hapanguo zinazong'aa tayari zimeonekana katika mikusanyiko ya wabunifu.

Lakini usiishie hapo - kauli mbiu ya wanasayansi wa nadharia na watendaji. Sayansi ya kisasa kwa muda mrefu imekuwa katika hatua ya bifurcation, wakati ugunduzi wowote unaweza kugeuza maendeleo ya ustaarabu katika kozi isiyotabirika kabisa. Kuna mengi ya mifano ya uvumbuzi huo: hii ni ukamilifu wa utupu, na mabomba ya Krasnikov, na hata ugunduzi wa misombo ya kikaboni katika nafasi ya kina. Leo, avant-garde ya vifaa vya kielektroniki ni diodi za kikaboni zinazotoa mwanga, lakini nini kesho - ni nani anayejua?