Je, ni diode za mwanga zinazozalisha mwanga?

Pamoja na kuwasili kwa jumuiya ya ulimwengu katika dhana ya maendeleo endelevu, ambayo ina maana ya mazingira ya sekta nzima na ongezeko la ufahamu wa mazingira wa walaji, bidhaa ambazo kuna jina "kikaboni" husababisha riba kubwa na mahitaji yanayoongezeka. Na diode za kikaboni ambazo hutoa mwanga hazikufaulu. Ufumbuzi mpya wa teknolojia na bidhaa mpya huwavutia wataalam wa "wa juu", ambao wanaendelea na nyakati. Ni nini - diode za kikaboni zinazozalisha mwanga, ni kanuni gani za uendeshaji wao na matarajio ya kuitumia? Hii ndiyo mada ya makala hii.

Kabisa kidogo ya historia

Mali ya umeme ya vifaa vya kikaboni yaligunduliwa mwaka 1950 na mwanafizikia wa Kifaransa Andre Bernanoz. Lakini tu mwaka 1987 ugunduzi huu ulipata ufumbuzi wa teknolojia katika kifaa cha kwanza cha OLED kilichoundwa na Kodak. Na mwaka wa 2000, madaktari wa dawa tatu tu - A. McDiarmid, H. Sirakawa na A. Heger - walipewa Tuzo ya Nobel kwa ajili ya kugundua katika uwanja wa polima nzuri ya kuendesha asili. Mwaka wa 2008 tu, taa ya kwanza ya OLED kutoka kampuni ya OSRAM ilikuwa imenunuliwa, 25 tu kati yao yalitolewa kwa bei ya euro 25,000. Leo, taa hizo hutolewa na makampuni kadhaa kwa bei ya euro 500, na tayari kuna mwelekeo kadhaa katika teknolojia za OLED: PHOLED, TOLED, FOLED na wengine, ambayo ni wazi tu kwa wataalamu.

Wapi kikaboni?

Kwa kushangaza, matumizi ya neno "kikaboni" katika muktadha huu hauhusiani na bidhaa za asili ya mnyama au mboga. Diode ya mwanga ya kutengeneza mwanga, au OLED (kutoka kwa Kiingereza ya Mwongozo wa Mwangaza wa Kiini), ni semiconductor iliyofanywa kwa vifaa vya kaboni vinavyozalisha mionzi wakati sasa umeme inapitia. Baada ya kufanywa, bidhaa za kemia za kikaboni (misombo ya kaboni) hutumiwa, ambayo inatuwezesha kuwaita diode ya mwanga ya kutosha ya kikaboni.

Muundo na muundo

Kifaa yenyewe kina sehemu nne: msingi, anode, cathode, tabaka za kuendesha na kuangaza. Substrate au substrate inaweza kufanywa kwa sahani za kioo, plastiki au chuma. Anode ni oksidi ya indiamu ya doped na bati. Kufanya na kutengeneza safu ni safu ya polima na misombo ya chini ya Masi. Cathode ni ya aluminium, kalsiamu au chuma kingine.

Teknolojia ya kazi siyo kwa fizikia

Diode ya mwanga ya kutengeneza mwanga hupangwa kwa kanuni ya sandwich. Vipande kadhaa vidogo vya semiconductor ya asili ya kikaboni vinatengenezwa kati ya electrodes iliyochapishwa tofauti (chanya na hasi). Na yote haya yanategemea vifaa vya uwazi - glasi au plastiki (kwa mfano, polyamide rahisi). Wakati wa sasa unapitia kupitia electrodes, huunda chembe za kushtakiwa (quasiparticles na elektroni). Katika safu ya kikaboni ya kikaboni hizi chembe huzingatia na kujenga uchochezi mkubwa wa nishati, unaosababishwa na mwanga wa rangi tofauti na safu ya kikaboni. Matrix ya kazi juu ya diodes ya mwanga wa kikaboni, hivyo, ni taa za kikaboni za luminescent au fosphorescent.

Aina za diode za mwanga zinazozalisha mwanga

Maonyesho ya OLED kwa aina ya tumbo imegawanywa katika matrix ya kazi na matrix ya passive. Vifaa vya matrix vyenye kudhibitiwa hudhibitiwa na transistors nyembamba-filamu ya athari, ambayo iko chini ya filamu ya anode. Picha ya matrix ya passifu inapatikana kwa hatua ya makutano ya vipande vya anode na cathode zilizopatikana kwa perpendicularly, wakati udhibiti unafanywa kutoka mzunguko wa nje. Kulingana na hili, kuna mipango mitatu ya maonyesho ya OLED ya rangi:

• Kwa emitters tofauti ya rangi - matriko matatu ya kikaboni hutoa rangi tatu za msingi (bluu, kijani na nyekundu), ambayo picha hutengenezwa.
• Na emitters nyeupe tatu na filters maalum ya rangi.
• Waagizaji wa rangi ya rangi ya bluu kubadilisha mawimbi mafupi katika mawimbi ndefu ya rangi nyekundu na ya kijani.

Matumizi ya kisasa

Kwa wakati wetu, teknolojia za OLED hutumiwa hasa katika maendeleo maalumu sana. Holography na vifaa vya maono ya usiku, maonyesho ya kikaboni ya redio za gari na kamera za digital, skrini za simu na vyanzo vya mwanga, TV na wachunguzi ni yote ya kweli ya teknolojia za OLED.

Maisha ya huduma ya vifaa vya OLED

Vifaa vyote vya kisasa vilivyoundwa na teknolojia hii, mapema au baadaye huonyesha kuchoma kwa mwangaza wa rangi. Hata wakati wa ugunduzi, udhaifu wa mionzi ya diode ya kikaboni ya kupitisha mwanga ilipatikana. Rasilimali ya uendeshaji wa kifaa leo inachukuliwa karibu imechoka, ikiwa mwangaza wa maonyesho umepungua kwa 50%. Uendeshaji kwenye kiashiria hiki umesimama saa 70%. Lakini uwekezaji wa kampuni katika maendeleo ya teknolojia hizi hutoa matokeo yao - mara nyingi mtumiaji hubadilisha kifaa cha nje wakati hata kabla ya kufikia mwisho wa maisha ya huduma.

Wengi

Jopo kubwa na LED za kikaboni kwa leo ni bidhaa ya mradi wa pamoja wa OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS mashirika. Ukubwa wa jopo ni 33 cm 33, eneo la sehemu ni mita za mraba 828. Cm, na kufungua - 76%. Katika mwangaza wa candelas elfu 1 kila mita ya mraba, kuongezeka kwa chembe za mwanga ni lumens 25 kwa watt. Jopo kubwa la Lumiotec, kuuzwa leo, lina ukubwa wa sentimita 15 hadi 15 na upepo wa lumanous wa hadi 60 lumens kwa watt, ambayo ni sawa na nuru moja ya fluorescent. Na kufikia mwaka wa 2020, Panasonic Corporation ina mpango wa kuzindua kwenye soko kuonyesha juu ya diodes ya mwanga wa kikaboni yenye mwanga wa mwanga wa lumens 128 kwa watt. Inashindana na shirika la Marekani la DoE, ambalo linaahidi paneli kwa mtiririko wa lumens 170 kwa watt.

Paneli za OLED za Outlook

Wengi wa sampuli zilizopo leo ni prototypes. Wao ni ghali, vilivyotengenezwa kwa wachezaji mdogo, usinama na bado haufanyi kazi. Makampuni makubwa yalisisitiza shughuli zao kwa kupunguza gharama za mradi huo, ukuaji wa ukuaji na kuongeza tija. Wataalam wanatabiri uonekano wa wingi wa bidhaa hii kwa bei nafuu kwenye soko la dunia kufikia 2020.

Taa ya OLED

Mionzi ya kuzalisha mwanga ya mionzi katika taa bado iko kwenye soko katika kijivu. Misa ya uzalishaji wa bidhaa hii haijaanzishwa na shirika lolote. Bei ya hizo luminaires bado ni ya juu sana kwa watumiaji wa kawaida, na uangazi na maisha ya huduma huondoka sana. Mauzo ya dola bilioni 75 katika soko la kimataifa, ambalo linatoa sehemu ya taa za OLED, ni kiasi kidogo kidogo. Wateja wa bidhaa hii sio watu binafsi, lakini mashirika mengine yanayohusika katika kubuni samani na majengo, pamoja na shirika la sekta ya magari.

Faida na hasara

Diode ya mwanga ya kutengeneza mwanga ina faida na hasara. Miongoni mwa wa kwanza, matumizi yao ya nishati ya chini na usambazaji wa sare ya nuru ndani ya jopo hazionekani, ufanisi mkubwa, urafiki wa mazingira na mwanga mwembamba. Lakini faida kubwa ni uwezo wa kuwapa kubadilika na hila. Na mapungufu yanaweza kuchukuliwa kuwa udhaifu wa huduma za diodes, gharama kubwa na matatizo ya kiteknolojia (sehemu ya kikaboni ni oxidized kwa kuwasiliana na maji, ambayo inahitaji kuziba ziada). Lakini mashirika yanaendelea kuwekeza katika maendeleo ya teknolojia hizi, kuona ndani yao ya baadaye ya umeme.

Je! Ni rafiki wa mazingira?

Vifaa vya OLED havi na metali nzito na vitu vya sumu kama vile zebaki. Zinatengenezwa kwa urahisi na hazihitaji ukusanyaji maalum na uwezo wa usindikaji wa ziada wa kutoweka. Taa za idiamu za fosforasi juu ya diode za kikaboni zinazozalisha mwanga sio sumu, na wingi wake ni mdogo sana. Usafiri wa paneli nyembamba na nyembamba za OLED inahitaji rasilimali ndogo, ambayo inapunguza gharama na kupunguza mzigo kwenye mazingira. Kwa mfano, TV na mwonekano wa OLED na mchanganyiko wa inchi 55 ina unene wa 4mm, na huzania kilo 4-5.

Sci-Fi inakuwa ukweli

Licha ya wasiwasi wa wataalamu fulani, wengi wanaamini kuwa teknolojia za OLED zitakuwa na mafanikio makuu katika karne ya 21. Miradi ya ajabu itakuwa halisi, yaani:

• Ni teknolojia hii ambayo itafanya iwezekanavyo kutengeneza sio uongo, lakini picha halisi ya tatu-dimensional.
• Taa kila mahali itabadilika taa za OLED.
• Paneli za jua za uwazi zitaonekana.
• Gadgets wachunguzi wa Flexible wanaweza kuingizwa katika mfuko wako.
• Wachunguzi wa ajabu wa rangi na ubora wa rangi ya juu na angle pana ya kutazama watakuwa na majibu ya papo hapo, ukubwa mdogo na vipimo.
• Matumizi ya teknolojia katika sekta ya kijeshi kwa ujumla ni ajabu.
• Lakini mavazi ya kuangaza tayari yameonekana katika makusanyo ya wabunifu.

Lakini usisite juu ya yale yamepatikana - kitovu cha wanasayansi na wataalamu wa kinadharia. Sayansi ya kisasa kwa muda mrefu imekuwa kwenye hatua ya ufunguzi, wakati ugunduzi wowote unaweza kugeuza maendeleo ya ustaarabu kuwa kituo cha kutabirika kabisa. Mifano ya uvumbuzi huo ni nyingi: hii ni ukamilifu wa utupu, na mabomba ya Krasnikov, na hata ugunduzi wa misombo ya kikaboni katika nafasi ya kina. Leo, avant-garde ya gadgets za elektroniki ni viumbe vya kikaboni, na kesho - ni nani anayejua?