Cosa sono i LED organici?

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Con l'avvento della comunità mondiale al concetto di sviluppo sostenibile, che implica l'inverdimento dell'intera industria e l'aumento della consapevolezza ambientale del consumatore, i prodotti che portano l'etichetta "biologico" stanno suscitando grande interesse e crescente domanda. E i LED organici non fanno eccezione. Nuove soluzioni tecnologiche e nuovi prodotti attirano invariabilmente l'attenzione di consumatori "avanzati" e al passo con i tempi. Che cos'è: diodi organici a emissione di luce, quali sono i principi del loro lavoro e le prospettive di utilizzo? Questo è l'argomento di questo articolo.

Solo un po' di storia

Le proprietà elettroluminescenti dei materiali organici furono scoperte nel 1950 dal fisico francese Andre Bernanoz. Ma fu solo nel 1987 che questa scoperta divenne una soluzione tecnologica nel primo dispositivo OLED prodotto da Kodak. E nel 2000, tre chimici contemporaneamente - A. McDiarmid, H. Shirakawa e A. Heeger - hanno ricevuto il Premio Nobel per le scoperte sul campopolimeri a conduzione sottile di origine organica. Solo nel 2008 è stata messa in vendita la prima lampada OLED OSRAM, di cui sono state realizzate solo 25 copie al prezzo di 25.000 euro. Oggi, tali lampade sono offerte da diverse aziende al prezzo di 500 euro e ci sono già diverse direzioni nelle tecnologie OLED: PHOLED, TOLED, FOLED e altre che sono comprensibili solo agli specialisti.

Dov'è il biologico?

Stranamente, ma l'uso della parola "biologico" in questo contesto non ha nulla a che fare con prodotti di origine animale o vegetale. I diodi organici a emissione di luce, o OLED (dall'inglese Organic Light Emitting Diode), sono un semiconduttore in materiale di carbonio che genera radiazioni quando una corrente elettrica lo attraversa. Nella loro fabbricazione vengono utilizzati prodotti della chimica organica (composti di carbonio), che ci permette di chiamarli LED organici.

Design e composizione

Il dispositivo stesso è composto da quattro parti: base, anodo, catodo, strati conduttivi e radianti. La base o il supporto possono essere costituiti da lastre di vetro, plastica o metallizzate. L'anodo è ossido di indio drogato con stagno. Gli strati conduttivi e radianti sono strati di polimeri e composti organici a basso peso molecolare. Il catodo è realizzato in alluminio, calcio o altro metallo.

La tecnologia non è per i fisici

I diodi organici a emissione di luce sono disposti secondo il principio di un sandwich. Diversi strati sottili di semiconduttoridi origine organica sono inseriti tra elettrodi di carica diversa (positivo e negativo). E tutto questo si trova sulla base di un materiale trasparente: vetro o plastica (ad esempio poliammide flessibile). Quando la corrente passa attraverso gli elettrodi, formano particelle cariche (quasiparticelle ed elettroni). Nello strato organico intermedio, queste particelle si concentrano e creano un'eccitazione ad alta energia, che provoca l'emissione di luce di diversi colori da parte dello strato organico. Pertanto, la matrice attiva sui diodi organici emettitori di luce è precisamente strati organici luminescenti o fosforescenti.

Tipi di array OLED

I display OLED sono suddivisi in matrice attiva e matrice passiva in base al tipo di matrice. I dispositivi a matrice attiva sono controllati da transistor a effetto di campo a film sottile, che si trovano sotto la pellicola anodica. Nella matrice passiva, l'immagine si forma nel punto di intersezione delle strisce di anodo e catodo posizionate perpendicolarmente, mentre il controllo viene effettuato da un circuito esterno. Sulla base di ciò, ci sono tre schemi per i display OLED a colori:

• Con emettitori di colore separati - tre matrici organiche emettono tre colori primari (blu, verde e rosso) da cui si forma l'immagine.
• Con tre emettitori bianchi e filtri colorati speciali.
• Gli emettitori blu convertono le lunghezze d'onda corte in lunghezze d'onda lunghe di rosso e verde.

Applicazione moderna

Oggi le tecnologie OLED sono utilizzate principalmentesviluppi altamente specializzati. Olografia e dispositivi per la visione notturna, display organici di autoradio e fotocamere digitali, schermi di telefoni e sorgenti luminose, TV e monitor: tutto questo è la re altà delle tecnologie OLED.

Durata della vita OLED

Tutti i dispositivi moderni creati utilizzando questa tecnologia prima o poi mostrano il burn-in del colore. Già in apertura è stata scoperta la fragilità della radiazione dei diodi organici emettitori di luce. La vita utile di un dispositivo oggi è considerata quasi esaurita se la luminosità del display è diminuita del 50%. L'operazione viene interrotta a questo indicatore di circa il 70%. Ma gli investimenti delle aziende in queste tecnologie stanno dando i loro frutti: il più delle volte, i consumatori cambiano i dispositivi obsoleti prima che siano vicini alla fine del loro ciclo di vita.

Il massimo il massimo

Il pannello OLED più grande fino ad oggi è il prodotto di un progetto congiunto tra OSRAM, Philips, Novaled e Fraunhoter IPMS. La dimensione del pannello è di 33 per 33 cm, l'area della parte attiva è di 828 mq. cm e apertura - 76%. Con una luminosità di 1.000 candele per metro quadrato, il flusso di particelle luminose è di 25 lumen per watt. Il più grande pannello Lumiotec in vendita oggi misura 15 per 15 centimetri e ha un flusso luminoso fino a 60 lumen per watt, che equivale a una lampadina fluorescente. E Panasonic prevede di lanciare un display OLED da 128 lumen per watt entro il 2020. Una società americana compete con essaDoE, che promette pannelli fino a 170 lumen per watt.

Prospettive per pannelli OLED

La maggior parte dei progetti esistenti oggi sono prototipi. Sono costosi, realizzati in quantità limitate, non si piegano e non sono ancora abbastanza efficaci. Le grandi aziende hanno concentrato le loro attività sulla riduzione del costo del progetto, sull'aumento delle dimensioni e sull'aumento della produttività. Gli esperti prevedono l'apparizione di massa di questo prodotto con prezzi accessibili sul mercato mondiale entro il 2020.

Illuminazione OLED

I LED organici nell'illuminazione sono ancora agli inizi sul mercato. La produzione in serie di questo prodotto non è stata ancora lanciata da nessuna società. Il prezzo di tali lampade è ancora piuttosto alto per il consumatore medio e la loro luminosità e durata lasciano molto a desiderare. La quota di mercato globale di 75 miliardi di dollari dell'illuminazione OLED è una quantità piuttosto piccola. I consumatori di questi prodotti non sono individui, ma altre società impegnate nella progettazione di mobili e locali, nonché società del settore automobilistico.

Pro e contro

I LED organici presentano vantaggi e svantaggi. Tra i primi, sono indiscutibili il basso consumo energetico e la distribuzione uniforme della luce su tutto il pannello, l'elevata efficienza, il rispetto dell'ambiente e la luce soffusa. Ma il vantaggio principale è la capacità di dare loro flessibilità e sottigliezza. E le carenze possono essere considerate la breve vita dei diodi, l' alto costo e i problemi tecnologici (organiciil componente si ossida a contatto con l'acqua, il che richiede una sigillatura aggiuntiva). Ma le aziende continuano a investire nello sviluppo di queste tecnologie, vedendole come il futuro dell'elettronica.

Quanto è sostenibile questo

I materiali OLED non contengono metalli pesanti ed elementi tossici come il mercurio. Sono facilmente riciclabili e non richiedono raccolta speciale e capacità tecnologiche aggiuntive per lo sm altimento. L'iridio delle lampade fosforescenti OLED non è tossico e la quantità è estremamente ridotta. Il trasporto di pannelli OLED sottili e leggeri richiede meno risorse, il che riduce i costi e riduce l'onere per l'ambiente. Ad esempio, un TV OLED da 55 pollici ha uno spessore di 4 mm e pesa circa 4-5 chilogrammi.

La finzione diventerà re altà

Nonostante lo scetticismo di alcuni esperti, la maggior parte è fiduciosa che la tecnologia OLED rappresenterà un importante passo avanti nel 21° secolo. I progetti fantastici diventeranno reali, vale a dire:

• Sono queste tecnologie che permetteranno di creare un'immagine tridimensionale non illusoria, ma abbastanza realistica.
• L'illuminazione ovunque sarà sostituita da lampade OLED.
• Appariranno pannelli solari trasparenti.
• I monitor per gadget flessibili si adattano alle tue tasche.
• I monitor incredibilmente leggeri con un'elevata qualità del colore e un ampio angolo di visione avranno una risposta istantanea, le dimensioni e le dimensioni più piccole.
• L'applicazione della tecnologia nell'industria militare è generalmente sorprendente.
• Quiabiti luminosi sono già apparsi nelle collezioni di stilisti.

Ma non fermarti qui: il motto di scienziati e professionisti teorici. La scienza moderna è da tempo a un punto di biforcazione, in cui qualsiasi scoperta può trasformare lo sviluppo della civiltà in un corso completamente imprevedibile. Ci sono molti esempi di tali scoperte: questa è la pienezza del vuoto, e le pipe di Krasnikov, e persino la scoperta di composti organici nello spazio profondo. Oggi, l'avanguardia dei gadget elettronici sono i diodi organici a emissione di luce, ma cosa domani, chissà?