OLED-дисплеи обойдутся без дорогих металлов
Органические светодиоды уже сегодня используются в дисплеях смартфонов и цифровых камер
Как сообщает "Компьюлента", там они успели в прямом смысле засветиться — ярким изображением, хорошо видным под значительными углами и при этом контрастным. И все же у них есть довольно серьезный недостаток: лишь четверть энергии, поступающей на питание такого устройства, превращается в свет. Учитывая замечательно "долгую" работу от аккумуляторов у современных смартфонов, где экраны — часто главный потребитель энергии, это способно отравить жизнь, не правда ли?
Конечно, это излечимо: стоит лишь добавить платины или иридия в активный материал органического светодиода... Дорого? А что делать...
Впрочем, международная группа исследователей под руководством Джона Лаптона (John Lupton) из Регенсбургского университета (Германия) создала новый тип OLED, лишенный этих прискорбных недостатков. Чтобы понять, как ей это удалось, начнем немного издалека. "Органическими" светодиоды называют, это верно. И в теории они могут состоять только из углерода и водорода в разных сочетаниях.
Несколько (точнее — сильно) упрощая, можно сказать, что изображение на OLED-дисплее появляется, когда электроды, присоединенные к разным точкам дисплея, обеспечивают встречу в том или ином месте положительного и отрицательного зарядов. Именно тут и происходит "вспышка". Вот только иногда разноименные заряды все-таки не встречаются: спин носителей заряда может быть одинаковым, и тогда разноименность не может "перевесить" сходность спинов, отталкивающую носителей. Итог: энергия переходит не в свет, а в тепло. И все потому, что в обычном OLED три четверти всех зарядов характеризуются одинаковым спином.
Вот почему для эффективных органических светодиодов нужны материалы, которые, по сути, не только органические, но и содержат значительное количество металлов, организующих магнитные параметры "соседей" по светодиоду. "Мы можем поднять эффективность, используя иной механизм, — замечает г-н Лаптон. — Заряды могут сменить ориентацию своих спинов спонтанно: для этого нужно просто подождать некоторое время". Однако в нормальном OLED электрической энергии просто негде "ждать" столько времени, что и приводит к выделению тепла и потерям.
Создав органические светодиоды, в которых сами молекулы могут на короткое время хранить электрическую энергию, ученые смогли использовать спонтанное изменение спина со временем, заметно снизив потери при формировании изображения. Кроме собственно экономии заряда, это значительно уменьшает и нагрев таких экранов при длительной работе, подчеркивают разработчики.
Нельзя сказать, что прямо сейчас у героев нашей заметки все идеально: пока их органические светодиоды не слишком укладываются в весь диапазон рабочих температур тех же смартфонов. Так что оптимизации по теплоустойчивости им не избежать. И все равно повышение реального КПД недорогих видов OLED-дисплеев позволяет не только увеличить время активной работы носимой электроники, но и поднять вопрос об использовании таких поверхностей для освещения — к примеру, в виде светящихся настенных плиток.