Τετάρτη, 8 Απριλίου 2015

Οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός

Όσον αφορά τις ηλεκτρικές ιδιότητες των πολυμερικών υλικών, τα υλικά αυτά θεωρούνται κατ΄εξοχήν μονωτικά. Πράγματι, τα περισσότερα κοινά πολυμερή είναι μονωτές και συχνά χρησιμοποιούνται γι' αυτόν ακριβώς το λόγο. Η ιδιότητα αυτή όμως δε χαρακτηρίζει όλα τα πολυμερή και υπάρχουν σημαντικές κατηγορίες πολυμερών, που παρουσιάζουν ιοντική ή ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Η ηλεκτρονική αγωγιμότητα των πολυμερών δίνει ευκαιρίες για χρησιμοποίηση πολυμερών στη Μικροηλεκτρονική στη θέση ημιαγώγιμων ή μεταλλικών υλικών.

Το φαινόμενο της ηλεκτροφωταύγειας δίνει τη βάση για τη δημιουργία ηλεκτρονικών διατάξεων που ονομάζονται δίοδοι εκπομπής (LED, light emitting diodes). Μία οργανική δίοδος εκπομπής φωτός αποτελείται από μία στοίβα λεπτών οργανικών στρωμάτων, π.χ. πολυφαινυλενο-βινυλένιο (PPV), τα οποία περικλείονται από δύο πλάκες ηλεκτροδίων, την άνοδο και την κάθοδο. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι μεταλλικό, π.χ. Al, ενώ το θετικό ηλεκτρόδιο είναι διαφανές υλικό, συνήθως οξείδιο του κασσιτέρου και του ινδίου (ITO), ώστε να επιτρέπει τη διέλευση φωτός.


Σχήμα 1: Δομή οργανικής διόδου εκπομπής φωτός.


Δίοδοι εκπομπής φωτός, που περιέχουν πολυμερές ως ενεργό υλικό, έχουν αναφερθεί  σε πολλές ερευνητικές εργασίες τα τελευταία χρόνια και ο συγκεκριμένος τομέας έρευνας διευρύνεται συνεχώς. Τέτοιες διατάξεις έχουν βρει ευρεία βιομηχανική εφαρμογή, κυρίως στην περιοχή των οθονών (displays).


Σχήμα 2: Κυρτή οθόνη με OLEDs.

Τα πλεονεκτήματα των οθονών με OLEDs είναι:

  • σχηματοποιούνται σε οποιοδήποτε υπόστρωμα
  • χαμηλό κόστος υλικών και μεθόδων κατασκευής
  • δυνατότητα κατασκευής μεγάλων και εύκαμπτων επιφανειών
  • εξαιρετικά λεπτές και ελαφριές
  • μικρή κατανάλωση ενέργειας
  • μικρό δυναμικό κατωφλίου (από 3V)
  • μεγάλες οπτικές γωνίες 

Επίσης, σε κάθε OLED γίνεται απευθείας μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτεινή, οπότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επίπεδες πηγές φωτισμού. Τα οφέλη είναι σημαντικά καθώς υφίσταται μεγάλη μείωση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για φωτισμό. 

Αυτή τη στιγμή, οι πηγές φωτισμού OLEDs έχουν ως βασικό μειονέκτημα το κόστος σε σχέση με πηγές που βασίζονται σε ανόργανες LEDs, οι οποίες ευρίσκονται σε πιο ώριμο στάδιο τεχνολογίας. Η έρευνα για την ευρύτερη χρήση και μείωση του κόστους των OLEDs συνεχίζεται.

About the Author

Αναστασία Νίκα

Author

Είναι χημικός με ειδίκευση στην τεχνολογία των πολυμερών και τις εφαρμογές τους.

 
Φυσική Επιστήμη - Physics Mag © 2015 - Designed by Templateism.com
Επικοινωνία: info@physicsmag.com