¿Qué son los LED orgánicos?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Con el advenimiento de la comunidad mundial al concepto de desarrollo sostenible, que implica la ecologización de toda la industria y el aumento de la conciencia ambiental del consumidor, los productos que llevan la etiqueta "orgánico" están atrayendo un gran interés y el aumento de la demanda. Y los LED orgánicos no son una excepción. Las nuevas soluciones tecnológicas y los nuevos productos atraen invariablemente la atención de los consumidores "avanzados" que siguen el ritmo de los tiempos. ¿Qué es? Diodos orgánicos emisores de luz, ¿cuáles son los principios de su trabajo y las perspectivas de uso? Este es el tema de este artículo.

Solo un poco de historia

Las propiedades electroluminiscentes de los materiales orgánicos fueron descubiertas en 1950 por el físico francés André Bernanoz. Pero no fue hasta 1987 que este descubrimiento se convirtió en una solución tecnológica en el primer dispositivo OLED fabricado por Kodak. Y en 2000, tres químicos a la vez, A. McDiarmid, H. Shirakawa y A. Heeger, recibieron el Premio Nobel por descubrimientos en el campo. Polímeros conductores delgados de origen orgánico. Recién en 2008 salió a la venta la primera lámpara OLED de OSRAM, de la que solo se fabricaron 25 ejemplares a un precio de 25.000 euros. Hoy en día, varias empresas ofrecen lámparas de este tipo a un precio de 500 euros, y ya hay varias direcciones en las tecnologías OLED: PHOLED, TOLED, FOLED y otras que solo son comprensibles para los especialistas.

¿Dónde está lo orgánico?

Curiosamente, pero el uso de la palabra "orgánico" en este contexto no tiene nada que ver con productos de origen animal o vegetal. Los diodos orgánicos emisores de luz, u OLED (del inglés Organic Light Emitting Diode), son un semiconductor hecho de material de carbono que genera radiación cuando lo atraviesa una corriente eléctrica. En su fabricación se utilizan productos de química orgánica (compuestos de carbono), lo que nos permite denominarlos LED orgánicos.

Diseño y composición

El dispositivo en sí consta de cuatro partes: base, ánodo, cátodo, capas conductoras y radiantes. La base o sustrato puede ser de vidrio, plástico o placas metalizadas. El ánodo es óxido de indio dopado con estaño. Las capas conductora y radiante son capas de polímeros y compuestos orgánicos de bajo peso molecular. El cátodo está hecho de aluminio, calcio u otro metal.

La tecnología no es para físicos

Los diodos emisores de luz orgánicos se organizan según el principio de un sándwich. Varias capas delgadas de semiconductoresde origen orgánico se intercalan entre electrodos de distinta carga (positiva y negativa). Y todo esto se encuentra sobre la base de un material transparente: vidrio o plástico (por ejemplo, poliamida flexible). Cuando la corriente pasa a través de los electrodos, forman partículas cargadas (cuasipartículas y electrones). En la capa orgánica intermedia, estas partículas se concentran y crean una excitación de alta energía, lo que provoca la emisión de luz de diferentes colores por parte de la capa orgánica. Así, la matriz activa de los diodos orgánicos emisores de luz son precisamente capas orgánicas luminiscentes o fosforescentes.

Tipos de matrices OLED

Las pantallas OLED se dividen en matriz activa y matriz pasiva según el tipo de matriz. Los dispositivos de matriz activa están controlados por transistores de efecto de campo de película delgada, que se encuentran debajo de la película del ánodo. En matriz pasiva, la imagen se forma en el punto de intersección de las tiras de ánodo y cátodo ubicadas perpendicularmente, mientras que el control se lleva a cabo desde un circuito externo. En base a esto, hay tres esquemas para pantallas OLED a color:

• Con emisores de color separados: tres matrices orgánicas emiten tres colores primarios (azul, verde y rojo) a partir de los cuales se forma la imagen.
• Con tres emisores blancos y filtros de color especiales.
• Los emisores azules convierten longitudes de onda cortas en longitudes de onda largas de rojo y verde.

Aplicación moderna

Hoy en día, las tecnologías OLED se utilizan principalmente endesarrollos altamente especializados. Holografía y dispositivos de visión nocturna, pantallas orgánicas de radios de automóviles y cámaras digitales, pantallas de teléfonos y fuentes de luz, televisores y monitores: todo esto es la realidad de las tecnologías OLED.

Vida útil de OLED

Todos los dispositivos modernos creados con esta tecnología tarde o temprano exhiben color quemado. Incluso en la apertura, se descubrió la fragilidad de la radiación de los diodos orgánicos emisores de luz. La vida útil de un dispositivo hoy en día se considera casi agotada si el brillo de la pantalla ha disminuido en un 50%. La operación se detiene en este indicador de alrededor del 70%. Pero las inversiones de las corporaciones en estas tecnologías están dando sus frutos: la mayoría de las veces, los consumidores cambian los dispositivos obsoletos antes de que se acerquen al final de su vida útil.

Lo más lo más

El panel OLED más grande hasta la fecha es producto de un proyecto conjunto entre OSRAM, Philips, Novaled, Fraunhoter IPMS. El tamaño del panel es de 33 por 33 cm, el área de la parte activa es de 828 metros cuadrados. cm, y apertura - 76%. Con un brillo de 1 mil candelas por metro cuadrado, el flujo de partículas de luz es de 25 lúmenes por vatio. El panel Lumiotec más grande a la venta hoy en día mide 15 por 15 centímetros y tiene un flujo luminoso de hasta 60 lúmenes por vatio, lo que equivale a una bombilla fluorescente. Y Panasonic planea lanzar una pantalla OLED de 128 lúmenes por vatio para 2020. Una corporación estadounidense compite con ella. DoE, que promete paneles con hasta 170 lúmenes por vatio.

Perspectivas para los paneles OLED

La mayoría de los diseños existentes en la actualidad son prototipos. Son caros, se fabrican en cantidades limitadas, no se doblan y aún no son lo suficientemente efectivos. Las grandes corporaciones han centrado sus actividades en reducir el coste del proyecto, aumentar el tamaño y aumentar la productividad. Los expertos prevén la aparición masiva de este producto con precios asequibles en el mercado mundial para 2020.

Iluminación OLED

Los LED orgánicos en iluminación todavía están en pañales en el mercado. La producción en masa de este producto aún no ha sido lanzada por ninguna corporación. El precio de estas lámparas sigue siendo bastante elevado para el consumidor medio, y su brillo y duración dejan mucho que desear. La participación de mercado global de $ 75 mil millones de iluminación OLED es una cantidad bastante pequeña. Los consumidores de estos productos no son personas físicas, sino otras empresas que se dedican al diseño de muebles y locales, así como empresas de la industria automotriz.

Pros y contras

Los LED orgánicos tienen ventajas y desventajas. Entre los primeros, son indiscutibles su bajo consumo y distribución uniforme de la luz en todo el panel, alta eficiencia, respeto al medio ambiente y luz suave. Pero la principal ventaja es la capacidad de darles flexibilidad y sutileza. Y las deficiencias se pueden considerar la corta vida de los diodos, el alto costo y los problemas tecnológicos (orgánicoscomponente se oxida al entrar en contacto con el agua, lo que requiere un sellado adicional). Pero las corporaciones continúan invirtiendo en el desarrollo de estas tecnologías, viéndolas como el futuro de la electrónica.

Qué tan sostenible es esto

Los materiales OLED no contienen metales pesados ni elementos tóxicos como el mercurio. Se reciclan fácilmente y no requieren de recolección especial y capacidades tecnológicas adicionales para su eliminación. El iridio de las lámparas fosforescentes OLED no es tóxico y la cantidad es extremadamente pequeña. El transporte de paneles OLED delgados y livianos requiere menos recursos, lo que reduce los costos y reduce la carga sobre el medio ambiente. Por ejemplo, un televisor OLED de 55 pulgadas tiene un grosor de 4 mm y pesa entre 4 y 5 kilogramos.

La ficción se hará realidad

A pesar del escepticismo de algunos expertos, la mayoría confía en que la tecnología OLED será un gran avance en el siglo XXI. Fantásticos proyectos se harán realidad, a saber:

• Son estas tecnologías las que harán posible crear una imagen tridimensional no ilusoria, sino bastante realista.
• La iluminación en todas partes será reemplazada por lámparas OLED.
• Aparecerán paneles solares transparentes.
• Los monitores de dispositivos flexibles caben en su bolsillo.
• Los monitores increíblemente livianos con alta calidad de color y un amplio ángulo de visión tendrán una respuesta instantánea, el tamaño y las dimensiones más pequeños.
• La aplicación de la tecnología en la industria militar es generalmente sorprendente.
• Aquíropa brillante ya ha aparecido en colecciones de diseñadores.

Pero no se detenga ahí: el lema de los científicos teóricos y prácticos. La ciencia moderna ha estado durante mucho tiempo en un punto de bifurcación, cuando cualquier descubrimiento puede convertir el desarrollo de la civilización en un curso completamente impredecible. Hay muchos ejemplos de tales descubrimientos: esta es la plenitud del vacío y las tuberías de Krasnikov, e incluso el descubrimiento de compuestos orgánicos en el espacio profundo. Hoy en día, la vanguardia de los dispositivos electrónicos son los diodos emisores de luz orgánicos, pero ¿y mañana? ¿Quién sabe?