Was sind organische LEDs?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Mit dem Aufkommen der Weltgemeinschaft zum Konzept der nachh altigen Entwicklung, das die Ökologisierung der gesamten Industrie und die Steigerung des Umweltbewusstseins der Verbraucher impliziert, stoßen Produkte, die das Label „Bio“tragen, auf großes Interesse und steigender Nachfrage. Und organische LEDs sind da keine Ausnahme. Neue technologische Lösungen und neue Produkte ziehen unweigerlich die Aufmerksamkeit „fortgeschrittener“Verbraucher auf sich, die mit der Zeit gehen. Was ist das - organische Leuchtdioden, was sind die Prinzipien ihrer Arbeit und Einsatzmöglichkeiten? Dies ist das Thema dieses Artikels.

Nur ein bisschen Geschichte

Die elektrolumineszierenden Eigenschaften organischer Materialien wurden 1950 vom französischen Physiker Andre Bernanoz entdeckt. Aber erst 1987 wurde diese Entdeckung zu einer technologischen Lösung im ersten von Kodak hergestellten OLED-Gerät. Und im Jahr 2000 erhielten gleich drei Chemiker – A. McDiarmid, H. Shirakawa und A. Heeger – den Nobelpreis für Entdeckungen auf diesem Gebietdünnleitende Polymere organischen Ursprungs. Erst 2008 kam die erste OSRAM OLED-Lampe in den Verkauf, von der nur 25 Exemplare zu einem Preis von 25.000 Euro hergestellt wurden. Heute werden solche Lampen von mehreren Firmen zum Preis von 500 Euro angeboten, und es gibt bereits mehrere Richtungen in der OLED-Technologie: PHOLED, TOLED, FOLED und andere, die nur für Spezialisten verständlich sind.

Wo ist Bio?

Seltsamerweise hat die Verwendung des Wortes „Bio“in diesem Zusammenhang nichts mit Produkten tierischen oder pflanzlichen Ursprungs zu tun. Organische Leuchtdioden oder OLED (vom englischen Organic Light Emitting Diode) sind Halbleiter aus Kohlenstoffmaterial, die Strahlung erzeugen, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Bei ihrer Herstellung werden Produkte der organischen Chemie (Kohlenstoffverbindungen) verwendet, weshalb wir sie als organische LEDs bezeichnen können.

Design und Komposition

Das Gerät selbst besteht aus vier Teilen: Basis, Anode, Kathode, leitende und strahlende Schichten. Die Basis oder das Substrat kann aus Glas, Kunststoff oder metallisierten Platten bestehen. Die Anode ist mit Zinn dotiertes Indiumoxid. Die leitenden und strahlenden Schichten sind Schichten aus Polymeren und organischen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht. Die Kathode besteht aus Aluminium, Kalzium oder einem anderen Metall.

Technik ist nichts für Physiker

Organische Leuchtdioden sind nach dem Sandwich-Prinzip angeordnet. Mehrere dünne Halbleiterschichtenorganischen Ursprungs werden zwischen unterschiedlich geladenen Elektroden (positiv und negativ) eingeschlossen. Und das alles auf der Basis eines transparenten Materials - Glas oder Kunststoff (z. B. flexibles Polyamid). Wenn Strom durch die Elektroden fließt, bilden sie geladene Teilchen (Quasiteilchen und Elektronen). In der mittleren organischen Schicht werden diese Partikel konzentriert und erzeugen eine hochenergetische Anregung, die die Emission von Licht unterschiedlicher Farben durch die organische Schicht bewirkt. So handelt es sich bei der aktiven Matrix auf organischen Leuchtdioden gerade um lumineszierende oder phosphoreszierende organische Schichten.

Arten von OLED-Arrays

OLED-Displays werden nach Art der Matrix in Aktiv-Matrix und Passiv-Matrix unterteilt. Aktivmatrix-Bauelemente werden von Dünnfilm-Feldeffekttransistoren gesteuert, die sich unter dem Anodenfilm befinden. Bei der Passivmatrix wird das Bild am Schnittpunkt von senkrecht angeordneten Anoden- und Kathodenstreifen gebildet, während die Steuerung von einer externen Sch altung ausgeführt wird. Darauf aufbauend gibt es drei Schemata für farbige OLED-Displays:

• Mit getrennten Farbstrahlern - drei organische Matrizen emittieren drei Grundfarben (Blau, Grün und Rot), aus denen das Bild entsteht.
• Mit drei weißen Strahlern und speziellen Farbfiltern.
• Blaue Strahler wandeln kurze Wellenlängen in lange Wellenlängen von Rot und Grün um.

Moderne Anwendung

Heute werden OLED-Technologien hauptsächlich in verwendethochspezialisierte Entwicklungen. Holographie- und Nachtsichtgeräte, organische Displays von Autoradios und Digitalkameras, Telefonbildschirme und Lichtquellen, Fernseher und Monitore – all dies ist die Realität der OLED-Technologien.

OLED-Lebensdauer

Alle modernen Geräte, die mit dieser Technologie hergestellt wurden, weisen früher oder später ein Einbrennen von Farben auf. Schon bei der Eröffnung wurde die Zerbrechlichkeit der Strahlung organischer Leuchtdioden entdeckt. Die Lebensdauer eines Gerätes gilt heute als nahezu erschöpft, wenn die Displayhelligkeit um 50 % nachgelassen hat. Der Betrieb wird bei dieser Anzeige von etwa 70% gestoppt. Aber die Investitionen der Unternehmen in diese Technologien zahlen sich aus – Verbraucher tauschen häufig ver altete Geräte aus, bevor sie sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähern.

Die meisten die meisten

Das bisher größte OLED-Panel ist das Ergebnis eines Gemeinschaftsprojekts von OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhofer IPMS. Die Plattengröße beträgt 33 x 33 cm, die Fläche des aktiven Teils beträgt 828 m². cm und Öffnung - 76%. Bei einer Helligkeit von 1.000 Candela pro Quadratmeter beträgt der Lichtteilchenfluss 25 Lumen pro Watt. Das größte derzeit erhältliche Lumiotec-Panel misst 15 mal 15 Zentimeter und hat einen Lichtstrom von bis zu 60 Lumen pro Watt, was einer Leuchtstofflampe entspricht. Und Panasonic plant, bis 2020 ein OLED-Display mit 128 Lumen pro Watt auf den Markt zu bringen. Ein amerikanischer Konzern konkurriert damitDoE, das Panels mit bis zu 170 Lumen pro Watt verspricht.

Aussichten für OLED-Panels

Die meisten heute existierenden Designs sind Prototypen. Sie sind teuer, werden in begrenzter Stückzahl hergestellt, biegen sich nicht und sind noch nicht effektiv genug. Große Unternehmen haben ihre Aktivitäten darauf konzentriert, die Kosten des Projekts zu senken, die Größe zu erhöhen und die Produktivität zu steigern. Experten sagen voraus, dass dieses Produkt bis 2020 massenhaft zu erschwinglichen Preisen auf dem Weltmarkt erscheinen wird.

OLED-Beleuchtung

Organische LEDs in der Beleuchtung stecken auf dem Markt noch in den Kinderschuhen. Die Massenproduktion dieses Produkts wurde noch von keinem Unternehmen gestartet. Der Preis für solche Lampen ist für den Durchschnittsverbraucher immer noch recht hoch, und ihre Helligkeit und Lebensdauer lassen zu wünschen übrig. Der globale Marktanteil von OLED-Beleuchtung in Höhe von 75 Milliarden US-Dollar ist eine ziemlich kleine Summe. Die Verbraucher dieser Produkte sind keine Einzelpersonen, sondern andere Unternehmen, die sich mit der Gest altung von Möbeln und Räumlichkeiten befassen, sowie Unternehmen der Automobilindustrie.

Vor- und Nachteile

Organische LEDs haben sowohl Vor- als auch Nachteile. Unter den ersten sind ihr geringer Stromverbrauch und ihre gleichmäßige Lichtverteilung über das gesamte Panel, ihre hohe Effizienz, Umweltfreundlichkeit und ihr weiches Licht unbestritten. Aber der Hauptvorteil ist die Fähigkeit, ihnen Flexibilität und Subtilität zu verleihen. Und die Mängel können als kurze Lebensdauer der Dioden, hohe Kosten und technologische Probleme (organischBauteil oxidiert bei Kontakt mit Wasser, was eine zusätzliche Versiegelung erfordert). Aber Unternehmen investieren weiterhin in die Entwicklung dieser Technologien und sehen sie als die Zukunft der Elektronik.

Wie nachh altig ist das?

OLED-Materialien enth alten keine Schwermetalle und toxische Elemente wie Quecksilber. Sie sind leicht zu recyceln und erfordern keine spezielle Sammlung und zusätzliche technologische Kapazitäten für die Entsorgung. Das Iridium von OLED-Leuchtstofflampen ist ungiftig und die Menge ist äußerst gering. Der Transport von dünnen und leichten OLED-Panels erfordert weniger Ressourcen, was Kosten senkt und die Umwelt entlastet. Beispielsweise ist ein 55-Zoll-OLED-Fernseher 4 mm dick und wiegt etwa 4-5 kg.

Fiktion wird Realität

Trotz der Skepsis einiger Experten sind die meisten zuversichtlich, dass die OLED-Technologie im 21. Jahrhundert ein großer Durchbruch sein wird. Fantastische Projekte werden wahr, nämlich:

• Diese Technologien werden es ermöglichen, kein illusorisches, sondern ein ziemlich realistisches dreidimensionales Bild zu erstellen.
• Die Beleuchtung wird überall durch OLED-Lampen ersetzt.
• Transparente Sonnenkollektoren erscheinen.
• Flexible Gadget-Monitore passen in Ihre Tasche.
• Unglaublich leichte Monitore mit hoher Farbqualität und einem weiten Betrachtungswinkel haben eine sofortige Reaktion, die kleinste Größe und Abmessungen.
• Die Anwendung von Technologie in der Militärindustrie ist im Allgemeinen erstaunlich.
• Hierleuchtende Klamotten sind bereits in Designerkollektionen aufgetaucht.

Aber nicht aufhören - das Motto von theoretischen Wissenschaftlern und Praktikern. Die moderne Wissenschaft befindet sich seit langem an einem Bifurkationspunkt, an dem jede Entdeckung die Entwicklung der Zivilisation in einen völlig unvorhersehbaren Verlauf bringen kann. Es gibt viele Beispiele für solche Entdeckungen: Dies ist die Fülle des Vakuums und Krasnikovs Rohre und sogar die Entdeckung organischer Verbindungen im Weltraum. Heute sind organische Leuchtdioden die Avantgarde elektronischer Gadgets, aber was morgen - wer weiß?