Опубликовано

Органический светодиод

Применение

Наименование органический светодиод произошло от английских слов Organic Light-Emitting Diode и получило аббревиатуру OLED, что позволило так назвать технологию изготовления светодиодов. Широко используется такая технология при производстве устройств отображения информации, особенно при производстве дисплеев. Дисплей, изготовленный из органических светодиодов, обладает таким качеством, как гибкость. Благодаря этому ему можно придать любую форму, что позволит создавать самые замысловатые конструкции.

Дисплей изготовленный из органических светодиодов

По типу матрицы OLED-дисплеи делятся на 2 группы:

  • пассивно-матричные;
  • активно-матричные.

Пассивно-матричные OLED-дисплеи имеют элементы изображения, которые формируются в точках пересечения анодных и катодных полос, которые перпендикулярны друг к друг. Управление здесь осуществляется при помощи внешней схемы.

Активно-матричные OLED-дисплеи имеют управление в виде тонкопленочных полевых транзисторов, которые формируются в виде матрицы и располагаются под анодной пленкой.

Благодаря технологии OLED существует 3 схемы цветных дисплеев:

  • 3 органических материала излучают базовые цвета, из которых формируется изображение, – синий, зеленый и красный (раздельные цветные эмиттеры);
  • 3 белых эмиттера, которые излучают цвета через специальные цветные фильтры;
  • голубые эмиттеры, которые преобразуют голубое излучение короткой волны в красный и зеленый цвет длинной волны.

Применение органических светодиодов в телевизионной технике позволит заменить конкурирующие технологии, такие как жидкокристаллические и плазменные телевизоры. Толщина слоя нового эластичного материала не превышает 1 мм, он легко растягивается, сохраняет свою форму и работоспособность при любых деформациях. На дисплей из такого материала можно смотреть под любым углом, при этом качество изображения не изменится. Надо отметить, что контрастность такого дисплея намного выше, чем у жидкокристаллических и плазменных дисплеев.

Кроме того, органические светодиоды применяются в производстве цифровых фотоаппаратов, лицевых панелей автомагнитол, телефонии и т.д. Широко применяются они и в области OLED-освещения. Здесь существует широкий простор для их применения – от встроенных в потолок светильников до создания практически любой формы изделия, которое будет светиться любым цветом с возможность управления яркостью светового потока. Это дает возможность применять их в качестве штор-экранов, гибких настенных картин и т.д. Для такой профессии как дизайнер, это просто находка для осуществления самых замысловатых фантазий.

Гибкий, тонкий, плоский органический светодиод постепенно совершает революцию в области егно применения. Многие фирмы уже взяли на вооружение такую технологию и выпускают OLED телевизоры и другие изделия, в которых есть возможность ее применения. Это всемирно известные компании Samsung, Sony, Toshiba, LG и другие, которые в своих изделиях все чаще применяют органические светодиоды.

В последние несколько лет можно было наблюдать резкий всплеск развития технологий в области oled освещения и органических светодиодов. Вызвано это тем, что произошло осознание того, что технологии освещения при помощи органических светодиодов являются будущим данной индустрии. На текущий момент сотни известных и малоизвестных компаний разрабатывают, исследуют и производят OLED-устройства на органических светодиодах. Обороты рынка в данном направлении уже достигли миллиарды долларов. И все только начинается, в будущем органические светодиоды смогут найти большее применение.

Принцип действия

Органические светодиоды (OLED) представляют полупроводниковые приборы, созданные из ряда пленок органического происхождения. При прохождении электрического тока через данное соединение происходит излучение света.

Органический светодиод включает следующие элементы:

  • Подложка.
  • Анод.
  • Проводящий слой.
  • Излучающий слой.
  • Катод.

Подложка выполняется из фольги, стекла или пластика. Анод производится из оксида индия с легированием оловом. В качестве излучающего и проводящего слоя используются низкомолекулярные органические вещества и полимеры. Катод производится из металла в виде алюминия и кальция.

Органические светодиоды работают по следующему принципу:

  • На анод подается положительное напряжение, после чего стартует движение электронов к аноду от катода.
  • Отдача электронов в излучающий слой приводит к переходу электронов из проводящего слоя к аноду, то есть от анода к проводящему слою отходят носители положительного заряда, называемыми дырками.
  • В результате электроны и дырки направляются друг другу навстречу. В месте их контакта будет наблюдаться снижение энергии электронов, благодаря чему будет происходить излучение, то есть свечение.

Особенности органических светодиодов

  • Главное свойство органических светодиодов — равномерное распределение по всей площади. Подобная технология приобрела аббревиатуру OLED.
  • Принципиальное отличие устройств OLED от аналогов на базе ЖК-технологии кроется в применении органических веществ, которые излучаются под действием электрического поля. В свою очередь свет в ЖК-дисплеях излучается лампой подсветки и направляется через светофильтры и ЖК-матрицы. Благодаря указанной особенности в OLED-дисплеях нет нужды использовать поляризующие пленки, лампу подсветки, а также иные компоненты, которые являются обязательными элементами ЖК-устройств.
  • OLED-дисплеи за счет более простой структуры можно сделать невероятно легкими и тонкими. К тому же они способны работать от меньшего напряжения, если сравнивать с ЖК. Также они выделяют незначительное число тепла и выделяются низким уровнем энергопотребления.

Применение На текущий момент OLED-технология используется в многочисленных узкоспециализированных разработках:

  • Для создания специализированных приборов ночного видения.
  • Органические дисплеи встраиваются в автомобильные бортовые компьютеры, цифровые фотоаппараты, телефоны в коммерческие OLED-телевизоры (на данный момент преимущественно в переносные).
  • Создаются небольшие OLED-дисплеи для лицевых панелей автомагнитол, цифровых индикаторов, карманных цифровых аудиопроигрывателей и тому подобное. Прорабатывается возможность серийного выпуска электронных книг и планшетных компьютеров с OLED-дисплеями.

Рынок OLED-дисплеев медленно, однако достаточно уверенно растет. Среди крупных производителей, использующих органические светодиоды можно отметить LG, RiTdisplay, Pioneer и Samsung. К коммерческому производству готовятся Hitachi, Canon, Matsushita Electric Industrial, Toshiba, Panasonic и многие другие компании.

Достоинства и недостатки Среди преимуществ применения OLED-технологии в дисплеях можно выделить:

  • Если сравнивать с плазменными дисплеями;
    • меньший вес и габариты;
    • возможность создания гибких экранов;
    • сравнительно низкое энергопотребление с сохранением аналогичной яркости изображения;
    • возможность создания экранов, имеющих большое разрешение к размеру;
  • Если сравнивать с жидкокристаллическими дисплеями;
    • отсутствие необходимости в подсветке;
    • меньший вес и габариты;
    • мгновенный отклик, полное отсутствие инерционности;
    • большие углы обзора – на дисплее изображение видно с любого угла без потери качества;
    • высокая контрастность;
    • значительный диапазон рабочих температур;
  • OLED-дисплеи обеспечивают высокую контрастность (10 000:1 и более).
  • OLED-дисплеи могут обеспечить широкий диапазон яркости излучения.
    • для ночной работы — от нескольких кд/м².
    • до высочайшей яркости – более 100 000 кд/м². При этом можно регулировать яркость в широчайшем динамическом диапазоне.
  • Энергопотребление у OLED-дисплеев прямо пропорционально площади свечения и яркости. Дисплеи ЖК требуют малой величины тока, но вспомогательные средства, которые обеспечивают ее работу, также могут потреблять энергию.

Среди достоинств самих органических светодиодов можно выделить:

  • Низкое энергопотребление.
  • Равномерное распределение света по поверхности материала.
  • Длительный срок службы.
  • Высокий коэффициент полезного действия.
  • Более высокая экологичность и энергоэффективность вследствие отсутствия в них тяжелых металлов.
  • Мягкий свет, от которого не устают глаза.
  • Существенная тонкость, гибкость и долговечность.

Среди недостатков органических светодиодов можно выделить:

  • Сравнительно маленький на данный момент срок службы диодов, обеспечивающих некоторые цвета (несколько лет).
  • Дороговизна технологии в создании больших OLED-матриц.
  • Неотработанная технология.
  • Высокая стоимость изготовления.
  • Органические материалы, применяемые для создания органических светодиодов, довольно активно контактируют с водой: окисляются и органика. Поэтому требуется надежная герметизация. На данный момент падения и удары подобным экранам противопоказаны.

Ближайшее будущее органических светодиодов рано или поздно удастся разрешить. Сегодня компании активно инвестируют в исследования и само производство. Планируется, что именно органические светодиоды станут основной экранной технологией в конце второго десятилетия XXI века.

  • OLED технология является наиболее перспективной для создания трехмерной картинки. При этом многослойное использование органических светодиодов позволит создать не иллюзорную, а по-настоящему трехмерную картинку.
  • Повсеместным станет оснащение OLED-панелями в виде элементов декора. Уже сегодня проектировщики создают системы с применением датчиков движения, дабы освещение менялось с учетом движения людей.
  • В перспективе все, что казалось фантастическим плодом воображения, станет реальным;
    • невидимые солнечные батареи;
    • мониторы, которые можно поместить в карман;
    • осветительные приборы, не требующих практически никакой энергии;
  • Появятся недорогие OLED-дисплеи с высочайшим качеством цветопередачи, широким углом обзора и мгновенным откликом. Они будут иметь минимальные габариты и невероятную легкость.
  • Органические светодиоды будут использоваться для освещения операционных, а также применяться в оборудовании медицинского назначения.
  • Военное применение.
  • Светящаяся одежда.
Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *