Kiekvieną kartą įsijungdami savo išmanų telefoną, televizorių ar žiūrėdami į kitus modernius monitorius, kurių šiandien apstu kiekviename žingsnyje, žvelgiame į OLED paremtus ekranus. Itin ploni, ypač sodrių spalvų OLED ekranai šiandien gali būti ne tik skaidrūs, bet ir sulankstomi ar suvyniojami, o dėl nuolat tobulėjančių technologijų atsiveria labai plačios jų panaudojimo galimybės.
Kiekvieną kartą įsijungdami savo išmanų telefoną, televizorių ar žiūrėdami į kitus modernius monitorius, kurių šiandien apstu kiekviename žingsnyje, žvelgiame į organiniais šviesos diodais (OLED) paremtus ekranus. Itin ploni, ypač sodrių spalvų OLED ekranai šiandien gali būti ne tik skaidrūs, bet ir sulankstomi ar suvyniojami, o dėl nuolat tobulėjančių technologijų atsiveria labai plačios jų panaudojimo galimybės.
Asociatyvi „Unsplash“ nuotr.
Rinkos tyrimai rodo, kad OLED paklausa nuo 2020 m. išaugo daugiau nei tris kartus, o iki šio dešimtmečio pabaigos OLED ekranai sudarys didžiąją dalį visų aukštos klasės elektronikos ekranų.
„Šiandien OLED technologija yra vyraujanti įvairaus dydžio ir įvairios paskirties ekranų gamyboje. Skaidrūs OLED ekranai naudojami įvairiose srityse, kur svarbu, kad vaizdas būtų rodomas, bet kartu matomas ir fonas už ekrano. Tai suteikia įspūdį, kad vaizdas tarsi kybo ore. Tuo tarpu suvyniojami OLED ekranai – tai lankstūs ekranai, kuriuos pagal vartotojo poreikį galima suvynioti, išvynioti ar ištraukti iš korpuso, bet tuo pačiu metu išlaikyti pilną vaizdo kokybę“, – teigia Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) profesorius habil. dr. Juozas Vidas Gražulevičius.
OLED ekranai sudaryti iš itin plonų puslaidininkių sluoksnių, užneštų ant lanksčių pagrindų, dažnai – polimerinių.
Stengiasi dar labiau padidinti efektyvumą
KTU profesorius pasakoja, kad per laikotarpį, kai pirmą kartą 1987 m. moksliniame žurnale buvo aprašyti organiniai šviesos diodai, iki šiol, pasaulio mokslininkai OLED kvantinį efektyvumą sugebėjo padidinti nuo maždaug 1 proc. iki 40–50 proc.
„Toks didelis efektyvumas pasiekiamas naudojant papildomas šviesos ištraukimo sistemas“, – tikina J. V. Gražulevičius.
KTU CTF profesorius habil. dr. Juozas Vidas Gražulevičius
Šiuo metu KTU mokslininkai kartu su partneriais iš Aalto (Suomija), Madrido autonominio (Ispanija) ir Eindhoveno technologijų (Nyderlandai) universitetų siekia sukurti tokius organinius šviesos diodus, kurių efektyvumas prilygtų neorganiniams analogams, kitaip žinomiems kaip LED.
„Kuriami prietaisai leis reguliuoti skleidžiamos šviesos spalvą, poliarizaciją bei krypties pasiskirstymą. Tokią technologiją būtų galima pritaikyti tiek OLED ekranų, tiek apšvietimo prietaisų gamybos technologijose“, – sako KTU CTF profesorius.
Sieks komercializavimo
J. V. Gražulevičiaus teigimu, mokslininkai ne tik ieško būdųiki šiol kaip padidinti organinių šviesos diodų efektyvumą, bet ir stengiasi išplėsti jų naudojimo galimybes.
„Dėl ant prietaiso anodo esančių tvarkingai išsidėsčiusių nanodalelių galima gauti poliarizuotą šviesą skleidžiančius prietaisus, todėl mūsų kartu su partneriais vystomi organiniai šviesos diodai galės būti pritaikyti kuriant naujos kartos tridimensinius ekranus bei papildytos realybės prietaisus“, – sako jis.
Nors kol kas dar nepavyko pasiekti planuoto nanodalelių darinius turinčių organinių šviesos diodų efektyvumo, tačiau teigiama nanodalelių darinių įtaka prietaisų efektyvumui jau akivaizdžiai pademonstruota.
„Sėkmės atveju pramonė gaus naujus produktus, kurie galės būti diegiami į gamybą. Kartu su SCOLED projekto partneriais esame pateikę projekto parašką Europos inovacijų tarybos kvietimui „Tranzicija“, kurio tikslas – nanodalelių darinius turinčių organinių šviesos diodų priartinimas prie komercializavimo“, – teigia profesorius.
Turi silpnąją grandį
OLED šiandien jau plačiai naudojami tokiuose kasdieniniuose įrenginiuose kaip televizoriai, mobilūs telefonai, įvairūs monitoriai.
„Kompanija LG netgi gamina susivyniojančius į pagrindinį korpusą OLED televizorius, kai jie yra nenaudojami. Tačiau, pavyzdžiui, OLED šviestuvų rinka vis dar palyginti ribota“, – pastebi J. V. Gražulevičius.
Daugiausia progreso, pasak profesoriaus, padaryta automobiliams skirtų OLED šviestuvų komercializavime. „Šioje srityje aktyviausia dirba Vokietijos kompanija „OLEDWorks“, o kompanija „Konica Minolta“ dideliu mastu gamina OLED apšvietimo panelius“, – teigia jis.
Visgi OLED technologijos turi silpnąją grandį – tai mėlyną šviesą skleidžiančių prietaisų efektyvumas ir stabilumas. Mėlynai šviečiantys fosforescenciniai ir termiškai aktyvinama uždelstaja fluoresencija paremti prietaisai yra nepakankamai stabilūs. „Todėl šiuolaikiniuose OLED ekranuose vis dar naudojami neefektyvūs mėlynai šviečiantys fluorescenciniai organiniai šviesos diodai“, – tikina KTU CTF profesorius.
Ilgai gyvuojančia mėlyna elektroliuminescencija pasižyminčių prietaisų nepakankamo stabilumo priežastis yra ta, kad mėlynos emisijos energija gali sąlygoti organinių spinduolių fotocheminę destrukciją. Stabilius ir pakankamai efektyvius mėlyna elektroliuminescencija pasižyminčius prietaisus galima gauti panaudojant spinduolius, kurių uždelstoji fluorescencija pasireiškia dėl tripletų anihiliacijos.
„Tikimasi, kad šią problemą taip pat galima įveikti pasitelkiant termiškai aktyvinama uždelstąja fluorescencija pasižyminčius spinduolius, kurių molekulėse vandenilio atomai yra pakeisti deuterio atomais“, – sako J. V. Gražulevičius.
