ไฟ LED อินทรีย์คืออะไร?

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ด้วยการถือกำเนิดของประชาคมโลกสู่แนวความคิดของการพัฒนาที่ยั่งยืนซึ่งบ่งบอกถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมทั้งหมดและการเพิ่มขึ้นของความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมของผู้บริโภค ผลิตภัณฑ์ที่มีฉลาก "อินทรีย์" ได้รับความสนใจอย่างมาก และความต้องการที่เพิ่มขึ้น และไฟ LED อินทรีย์ก็ไม่มีข้อยกเว้น โซลูชั่นเทคโนโลยีใหม่และผลิตภัณฑ์ใหม่ดึงดูดความสนใจของผู้บริโภค "ขั้นสูง" ที่ก้าวทันเวลาอยู่เสมอ มันคืออะไร - ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์หลักการของการทำงานและโอกาสในการใช้คืออะไร? นี่คือหัวข้อของบทความนี้

ประวัติศาสตร์นิดหน่อย

นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Andre Bernanoz นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสค้นพบคุณสมบัติการเรืองแสงของวัสดุอินทรีย์ในปี 1950 แต่จนถึงปี 1987 การค้นพบนี้ได้กลายเป็นโซลูชันทางเทคโนโลยีในอุปกรณ์ OLED เครื่องแรกที่ผลิตโดย Kodak และในปี 2000 นักเคมีสามคนพร้อมกัน - A. McDiarmid, H. Shirakawa และ A. Heeger - ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการค้นพบในสาขาโพลีเมอร์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบาง ๆ ที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ เฉพาะในปี 2008 หลอดไฟ OSRAM OLED รุ่นแรกออกวางจำหน่าย โดยผลิตเพียง 25 ชุดในราคา 25,000 ยูโร วันนี้ บริษัทหลายแห่งนำเสนอหลอดไฟดังกล่าวในราคา 500 ยูโร และมีหลายทิศทางในเทคโนโลยี OLED: PHOLED, TOLED, FOLED และอื่นๆ ที่เข้าใจได้เฉพาะผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น

ออร์แกนิคอยู่ที่ไหน

ผิดปกติพอสมควร แต่การใช้คำว่า "อินทรีย์" ในบริบทนี้ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่มาจากสัตว์หรือพืช ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์หรือ OLED (จากภาษาอังกฤษอินทรีย์ไดโอดเปล่งแสง) เป็นสารกึ่งตัวนำที่ทำจากวัสดุคาร์บอนที่สร้างรังสีเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ในการผลิตนั้น ใช้ผลิตภัณฑ์เคมีอินทรีย์ (สารประกอบคาร์บอน) ซึ่งช่วยให้เราเรียกมันว่า LED อินทรีย์ได้

การออกแบบและองค์ประกอบ

ตัวอุปกรณ์ประกอบด้วยสี่ส่วน: ชั้นเบส แอโนด แคโทด ชั้นนำไฟฟ้า และชั้นแผ่รังสี ฐานหรือพื้นผิวสามารถทำจากแก้ว พลาสติก หรือแผ่นโลหะ แอโนดเป็นอินเดียมออกไซด์เจือด้วยดีบุก ชั้นนำไฟฟ้าและแผ่รังสีเป็นชั้นของโพลีเมอร์และสารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ แคโทดทำจากอลูมิเนียม แคลเซียม หรือโลหะอื่นๆ

เทคโนโลยีไม่ใช่สำหรับนักฟิสิกส์

ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ถูกจัดเรียงบนหลักการของแซนวิช เซมิคอนดักเตอร์บางชั้นแหล่งกำเนิดอินทรีย์ถูกประกบอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดที่มีประจุต่างกัน (ขั้วบวกและขั้วลบ) และทั้งหมดนี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของวัสดุโปร่งใส - แก้วหรือพลาสติก (เช่น ใยสังเคราะห์ที่มีความยืดหยุ่น) เมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรด จะก่อตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุ (ควอซิอนุภาคและอิเล็กตรอน) ในชั้นอินทรีย์ชั้นกลาง อนุภาคเหล่านี้จะเข้มข้นและสร้างแรงกระตุ้นที่มีพลังงานสูง ซึ่งทำให้ชั้นอินทรีย์ปล่อยแสงสีต่างๆ ดังนั้น Active matrix บนไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์จึงเป็นชั้นอินทรีย์ที่เรืองแสงหรือเรืองแสงได้อย่างแม่นยำ

ประเภทของ OLED array

จอแสดงผล OLED แบ่งออกเป็น active-matrix และ passive-matrix ตามประเภทของเมทริกซ์ อุปกรณ์ Active-matrix ถูกควบคุมโดยทรานซิสเตอร์แบบ field-effect แบบฟิล์มบาง ซึ่งอยู่ใต้ฟิล์มขั้วบวก ในเมทริกซ์พาสซีฟ รูปภาพจะเกิดขึ้นที่จุดตัดของแถบแอโนดและแคโทดที่ตั้งฉากในแนวตั้ง ขณะที่การควบคุมจะดำเนินการจากวงจรภายนอก ตามนี้ มีสามรูปแบบสำหรับจอแสดงผล OLED สี:

• ด้วยตัวปล่อยสีที่แยกจากกัน - เมทริกซ์ออร์แกนิกสามตัวปล่อยสีหลักสามสี (น้ำเงิน เขียว และแดง) ซึ่งเป็นรูปประกอบ
• ด้วยตัวปล่อยสีขาวสามตัวและฟิลเตอร์สีพิเศษ
• อิมิตเตอร์สีน้ำเงินแปลงความยาวคลื่นสั้นเป็นความยาวคลื่นยาวสีแดงและสีเขียว

แอปพลิเคชั่นสมัยใหม่

ปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยี OLED เป็นหลักในการพัฒนาที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ อุปกรณ์โฮโลแกรมและการมองเห็นตอนกลางคืน การแสดงวิทยุในรถยนต์และกล้องดิจิตอลออร์แกนิก หน้าจอโทรศัพท์และแหล่งกำเนิดแสง ทีวีและจอภาพ ทั้งหมดนี้เป็นความจริงของเทคโนโลยี OLED

อายุ OLED

อุปกรณ์ทันสมัยทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีนี้ไม่ช้าก็เร็วจะแสดงการเบิร์นสี แม้แต่ที่ช่องเปิด ก็ยังพบความเปราะบางของการแผ่รังสีของไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ อายุการใช้งานของอุปกรณ์ในปัจจุบันถือว่าใกล้จะหมดลงแล้ว หากความสว่างของจอแสดงผลลดลง 50% การทำงานหยุดที่ตัวบ่งชี้นี้ประมาณ 70% แต่การลงทุนของบริษัทในเทคโนโลยีเหล่านี้กำลังได้รับผลตอบแทน บ่อยครั้งกว่านั้น ผู้บริโภคเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ล้าสมัยก่อนที่พวกเขาจะหมดอายุการใช้งาน

มากที่สุด

แผง OLED ที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบันคือผลิตภัณฑ์ของโครงการร่วมระหว่าง OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS ขนาดแผง 33 x 33 ซม. พื้นที่ส่วนที่ใช้งาน 828 ตร.ม. ซม. และรูรับแสง - 76% ด้วยความสว่าง 1,000 แคนเดลาต่อตารางเมตร ฟลักซ์ของอนุภาคแสงคือ 25 ลูเมนต่อวัตต์ แผง Lumiotec ที่ใหญ่ที่สุดที่วางจำหน่ายในปัจจุบันคือ 15 x 15 ซม. และมีฟลักซ์การส่องสว่างสูงถึง 60 ลูเมนต่อวัตต์ ซึ่งเท่ากับหลอดฟลูออเรสเซนต์หนึ่งหลอด และพานาโซนิควางแผนที่จะเปิดตัวจอแสดงผล OLED 128 ลูเมนต่อวัตต์ภายในปี 2563 บริษัทอเมริกันแข่งขันกับมันDoE ซึ่งรับประกันแผงที่มีมากถึง 170 ลูเมนต่อวัตต์

อนาคตแผง OLED

การออกแบบที่มีอยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นแบบต้นแบบ มีราคาแพง ผลิตในจำนวนจำกัด ไม่งอและยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ องค์กรขนาดใหญ่ได้เน้นกิจกรรมของพวกเขาในการลดต้นทุนของโครงการ เพิ่มขนาด และเพิ่มผลผลิต ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ลักษณะที่ปรากฏของผลิตภัณฑ์นี้ในราคาที่เหมาะสมในตลาดโลกภายในปี 2020

ไฟ OLED

ไฟ LED แบบออร์แกนิกในการให้แสงสว่างยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นในตลาด บริษัทใดยังไม่ได้เปิดตัวการผลิตจำนวนมากสำหรับผลิตภัณฑ์นี้ ราคาของหลอดไฟดังกล่าวยังคงค่อนข้างสูงสำหรับผู้บริโภคทั่วไปและความสว่างและอายุการใช้งานยังคงเป็นที่ต้องการอย่างมาก ส่วนแบ่งการตลาดแสง OLED ทั่วโลกมูลค่า 75 พันล้านดอลลาร์นั้นค่อนข้างน้อย ผู้บริโภคผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ใช่บุคคลธรรมดา แต่เป็นองค์กรอื่นๆ ที่มีส่วนร่วมในการออกแบบเฟอร์นิเจอร์และสถานที่ ตลอดจนองค์กรในอุตสาหกรรมยานยนต์

ข้อดีและข้อเสีย

หลอด LED อินทรีย์มีทั้งข้อดีและข้อเสีย ประการแรก การใช้พลังงานต่ำและการกระจายแสงที่สม่ำเสมอทั่วทั้งแผง ประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และแสงที่นุ่มนวลนั้นไม่อาจปฏิเสธได้ แต่ข้อได้เปรียบหลักคือความสามารถในการให้ความยืดหยุ่นและความละเอียดอ่อนแก่พวกเขา และข้อบกพร่องถือได้ว่าเป็นอายุการใช้งานสั้นของไดโอด ค่าใช้จ่ายสูง และปัญหาทางเทคโนโลยี (อินทรีย์ส่วนประกอบออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งต้องมีการปิดผนึกเพิ่มเติม) แต่บริษัทต่างๆ ยังคงลงทุนในการพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ โดยมองว่าเป็นอนาคตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

จะยั่งยืนแค่ไหน

วัสดุ OLED ไม่มีโลหะหนักและองค์ประกอบที่เป็นพิษเช่นปรอท พวกเขาสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายและไม่ต้องการคอลเลกชันพิเศษและความสามารถทางเทคโนโลยีเพิ่มเติมสำหรับการกำจัด อิริเดียมของหลอดฟลูออเรสเซนต์ OLED ไม่เป็นพิษและมีปริมาณที่น้อยมาก การขนส่งแผง OLED ที่บางและเบาต้องใช้ทรัพยากรน้อยลง ซึ่งช่วยลดต้นทุนและลดภาระต่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ทีวี OLED ขนาด 55 นิ้ว หนา 4 มม. และหนักประมาณ 4-5 กิโลกรัม

นิยายจะกลายเป็นความจริง

แม้จะมีความกังขาของผู้เชี่ยวชาญบางคน แต่ส่วนใหญ่ก็มั่นใจว่าเทคโนโลยี OLED จะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในศตวรรษที่ 21 โครงการที่ยอดเยี่ยมจะกลายเป็นจริง กล่าวคือ:

• เป็นเทคโนโลยีเหล่านี้ที่จะทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างภาพสามมิติที่ไม่ลวงตา แต่ค่อนข้างเหมือนจริง
• แสงสว่างทุกที่จะถูกแทนที่ด้วยหลอด OLED
• แผงโซลาร์ใสจะปรากฏขึ้น
• จอมอนิเตอร์แบบยืดหยุ่นจะพอดีกับกระเป๋าของคุณ
• จอภาพน้ำหนักเบาเหลือเชื่อพร้อมคุณภาพสีสูงและมุมมองกว้างจะมีการตอบสนองทันที ขนาดและขนาดที่เล็กที่สุด
• การใช้เทคโนโลยีในอุตสาหกรรมการทหารโดยทั่วไปนั้นยอดเยี่ยมมาก
• ที่นี่เสื้อผ้าเรืองแสงได้ปรากฏตัวแล้วในคอลเลกชั่นของดีไซเนอร์

แต่อย่าหยุดอยู่แค่นั้น - คำขวัญของนักวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีและผู้ปฏิบัติ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่อยู่ในจุดที่แยกออกเป็นสองส่วนมาช้านาน เมื่อการค้นพบใดๆ สามารถเปลี่ยนการพัฒนาของอารยธรรมให้กลายเป็นเส้นทางที่คาดเดาไม่ได้โดยสิ้นเชิง มีตัวอย่างมากมายของการค้นพบดังกล่าว: นี่คือความสมบูรณ์ของสุญญากาศ และท่อของ Krasnikov และแม้แต่การค้นพบสารประกอบอินทรีย์ในห้วงอวกาศ วันนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ล้ำสมัยคือไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ แต่พรุ่งนี้จะเป็นอย่างไร - ใครจะรู้?