• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Innowacyjne źródła światła mają przed sobą świetlaną przyszłość

    18.05.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których prace finansowane są ze środków unijnych, stworzyli organiczne diody emitujące światło (OLED, innowacyjne, jasne źródła światła), które są równie skuteczne jak tradycyjne świetlówki. Naukowcy opisują na łamach czasopisma Nature przyszłość diod OLED jako "świetlaną, nie tylko z powodu dużej siły światła, ale również z powodu wyjątkowej wydajności, która pomoże zmniejszyć nasz ślad węglowy".

    Źródłem unijnego wsparcia był projekt OLLA (Organiczne diody LED do zastosowań w TIK [Technologie informacyjne i komunikacyjne] i oświetleniu), finansowany z tematu "Technologie społeczeństwa informacyjnego" Szóstego Programu Ramowego (6PR).

    Diody OLED - półprzewodniki wykonane z warstw materiału organicznego o grubości zaledwie kilku nanometrów - są szeroko zachwalane jako "przyszłe źródło światła". Obok ich potencjału jako wysoce energooszczędne źródło światła, diody OLED mogłyby być również wykorzystywane do celów ekspozycyjnych, umożliwiając użytkownikom na przykład łączenie kolorów i kształtów, aby nadać indywidualny charakter otoczeniu za pomocą światła. Cienkie i elastyczne, diody OLED mogą być również wykorzystywane do produkcji ekranów, które można zwijać.

    Jednakże, jak dotąd większość energooszczędnych diod OLED opisanych w literaturze naukowej ma skuteczność świetlną rzędu zaledwie 44 lumenów na wat (lm/W), znacznie poniżej zakresu skuteczności świetlnej tradycyjnych świetlówek, który wynosi od 60 lm/W do 70 lm/W.

    W ramach ostatnich badań naukowcy z Politechniki Drezdeńskiej w Niemczech wyjaśniają, w jaki sposób przekroczyli granicę 60-70 lm/W, osiągając poziom skuteczności świetlnej rzędu 90 lm/W przy światłości 1.000 kandeli na metr kwadratowy.

    "W przyjętym przez nas podejściu, połączyliśmy innowacyjną, bardzo energooszczędną konstrukcję warstwy emisyjnej z udoskonalonymi koncepcjami rozszczepiania światła, co doprowadziło do tego przełomu" - wyjaśnił Sebastian Reineke z Instytutu Fotofizyki Stosowanej (IAPP) przy Politechnice Drezdeńskiej, jeden z autorów artykułu.

    "Potencjał tych urządzeń staje się oczywisty, kiedy weźmiemy pod uwagę, że nawet przy bardzo wysokiej jasności rzędu 5.000 kandeli na metr kwadratowy uzyskuje się wydajność energetyczną równą 74 lm/W" - dodał jego kolega, Karl Leo. "Zatem możliwe jest oświetlenie o wysokim natężeniu przy wysokiej skuteczności świetlnej."

    Naukowcy są przekonani, że dzięki dalszym badaniom będą w stanie opracować białe diody OLED o skuteczności świetlnej przekraczającej 100 lm/W, zmniejszając jednocześnie koszt urządzeń. "Dzięki temu, diody OLED emitujące białe łagodne światło o doskonałej jakości odwzorowania kolorów, mogą stać się preferowanym źródłem światła w przyszłości" - napisali w podsumowaniu.

    "Uzyskane wyniki są na poziomie B+R [badania i rozwój] i potrzebne są dalsze prace, aby np. osiągnąć akceptowalną rynkowo żywotność" - zauważył Gildas Sorin, dyrektor naczelny Novaled, przedsiębiorstwa przy IAPP. "Jednakże te wartości jasno wskazują na ogromny przełom i kwalifikują diody OLED do głównego nurtu zastosowań w oświetleniu."

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Technische Universität Dresden:
    http://tu-dresden.de

    Nature:
    http://www.nature.com/nature

    Projekt OLLA:
    http://www.olla-project.org/

    Źródło danych: Technische Universität Dresden; Nature
    Referencje dokumentu: Reineke, S. et al. (2009) White organic light-emitting diodes with fluorescent tube efficiency. Nature 459:234-38. DOI: 10.1038/nature08003.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Polifenylenowinylen (poli(p-fenylenowinylen), PPV, PPVE, z ang. polyphenylene vinylene, polyphenylvinylene, poly(1,4-phenylene vinylene) lub Poly(p-phenylene vinylene)) - polimer wykorzystywany w budowie wyświetlaczy OLED. Po przyłożeniu napięcia emituje światło zielone lub żółtozielone, właściwość tę zaobserwowano po raz pierwszy w 1989 roku w Laboratorium Cavendisha Uniwersytetu Cambrigde. Pracując w grupie badawczej profesora Richarda Frienda, Jeremy Burroughes odkrył, że diody OLED można wyprodukować używając polimerów o układach sprzężonych (polimerów przewodzących). Źródła światła - przedmioty emitujące światło. Przedmioty, które widzimy, mogą same wysyłać światło lub odbijać światło padające na nie. Te, które same emitują światło nazywamy źródłami światła. Dla ludzi najważniejszym źródłem światła jest Słońce, bez którego nie istniałoby życie na Ziemi. Źródła światła dzielimy na naturalne oraz sztuczne. Polifluoren – polimer przewodzący wykorzystywany w wyświetlaczach OLED. Po przyłożeniu napięcia emituje światło niebieskie. Polimer ten zbudowany jest z monomerów fluorenu.

    Polipirydyna (PPY, z ang. Polypyridine) to polimer przewodzący wykorzystywany jest w budowie wyświetlaczy OLED, po przyłożeniu napięcia emituje światło niebieskie. Polimer ten zbudowany jest z monomerów pirydyny. Dioda impulsowa - dioda, która charakteryzuje się bardzo dużą szybkością pracy - rzędu nanosekund lub mikrosekund przy wyższych napięciach. W zależności od zastosowania mogą to być diody prostownicze, diody detekcyjne, diody zabezpieczające itp.

    Politiofen (poli(2,5-tienylen), skrót: PT, PTh, PTs lub PTP, z ang. polythiophene) – związek organiczny, polimer przewodzący, składający się z łańcucha cząsteczek tiofenu, wykorzystywany w budowie wyświetlaczy OLED. Po przyłożeniu napięcia emituje światło czerwone. Politiofen też kurczy się bądź rozciąga pod wpływem prądu elektrycznego, a w temperaturze -235 °C staje się nadprzewodnikiem. Skuteczność świetlna (wydajność świetlna) określa stosunek strumienia świetlnego emitowanego przez określone źródło światła do pobieranej przez nie energii w jednostce czasu. Skuteczność świetlna może być podawana także procentowo, w porównaniu do wartości 683 lm/W, tj. przypadku źródła idealnego, które całą dostarczoną energię oddaje w zakresie widzialnym światła.

    Dioda stałoprądowa — dioda półprzewodnikowa składająca się tranzystora JFET w którym źródło i bramka są ze sobą połączone. Działa ona jako ogranicznik prądu lub źródło prądowe, analogicznie do diody Zenera która jest elementem ograniczającym napięcie. Diody stałoprądowe są też w skrócie nazywane CRD od angielskiego current-regulating diode lub CLD od current-limiting diode. Przykładem diody stałoprądowej jest 1N5312 produkcji Microsemi. Organiczna dioda elektroluminescencyjna, OLED (ang. Organic Light-Emitting Diode) to dioda elektroluminescencyjna (LED) wytwarzana ze związków organicznych.

    AMOLED (ang. Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode lub Advance Matrix OLED) – ulepszona wersja diod OLED. Nie grubszy niż 1 mm wyświetlacz oferujący dobrą jakość obrazu i nie wymagający podświetlania. Wyświetlacze typu AMOLED oferują taką samą jakość obrazu jak wyświetlacze OLED, ale w odróżnieniu od nich zużywają do działania znacznie mniej energii i mają większą żywotność. Głównym przeznaczeniem tych ekranów jest ich montaż w urządzeniach przenośnych (telefonach komórkowych, np. Samsung SPH-W2400, LG SH150A, Samsung Jet; smartfonach, np. Nokia E7, Nokia N8, Nokia C7, Nokia N85, HTC Desire, Samsung I9000, I9300; odtwarzaczach multimedialnych, np. Pentagram EON Slide-R i innych urządzeniach mobilnych).

    Krzem amorficzny zwany a-Si - to niekrystaliczny alotrop pozyskiwany z krzemu, tzw. krzem w fazie amorficznej, masowo wykorzystywany przy produkcji ogniw fotowoltaicznych, wyświetlaczy LCD, OLED. Żywotność krzemu w postaci bezkształtnej jest ponad dwukrotnie niższa od krzemu monokrystalicznego i wynosi ok. 10 lat.

    Polifenyloacetylen (pPA, PPA, PPAT, PPAC lub PPhA z ang. polyphenylacetylene) - organiczny polimer przewodzący o wzorze [-(C6H5)-CH=CH-]n o barwie żółtej, wykorzystywany w budowie wyświetlaczy OLED. Jest syntezowany w procesie polimeryzacji fenyloacetylenu przy użyciu katalizatorów. Polifenyloacetylen występuje w postaci dwóch izomerów geometrycznych jako cis-PPA i trans-PPA. Policyjanamid (PCN, z ang. polycyanamide) to polimer przewodzący wykorzystywany jest w budowie wyświetlaczy OLED. Polimer ten zbudowany jest z monomerów cyjanamidu.

    Lampa elektryczna - rodzaj sztucznego źródła światła, w których światło wytwarzane jest w wyniku przepływu prądu. Lampy te charakteryzują się bardzo dużą skutecznością świetlną, możliwością wytwarzania bardzo dużych strumieni świetlnych, a także łatwością oraz bezpieczeństwem eksploatacji. Teoria korpuskularna światła to teoria, w której światło traktuje się jako strumienie cząstek. Uważa się dziś, że zjawiska interferencji światła (czyli nakładania się wiązek świetlnych) można wyjaśnić tylko za pomocą falowej teorii światła. Na podstawie tej teorii wzmacnianie lub osłabianie wiązek świetlnych wyjaśniamy nakładaniem się fal świetlnych w fazach zgodnych lub przeciwnych. Korpuskularna teoria światła nie może tego wyjaśnić, jednakże teoria falowa nie jest w stanie wyjaśnić innych zjawisk, jak na przykład efektu fotoelektrycznego. Przyjmuje się więc, iż światło ma naturę dualną.

    Dodano: 18.05.2009. 15:11  


    Najnowsze