211service.com
Organiniai šviesos diodai šviečia nepastebimai
Pietų Kalifornijos universiteto mokslininkai sukūrė fosforescuojančių dažų molekulę, kuri skleidžia artimą infraraudonąją šviesą, ir panaudojo ją ilgalaikiams organiniams šviesos diodams (OLED) gaminti.
„Universal Display Corporation“ fosforescencinis organinis LED ekranas gali būti pastatytas ant lankstaus plastikinio pagrindo. Bendrovė, bendradarbiaudama su Pietų Kalifornijos universiteto ir Prinstono universiteto mokslininkais, dabar pagamino infraraudonųjų spindulių šviesos diodus ir planuoja sukurti beveik infraraudonųjų spindulių lankstaus ekrano versiją. Ekranas būtų nematomas plika akimi, bet matomas per naktinio matymo akinius, skirtus slaptoms karinėms operacijoms.
Iš diodų būtų galima pagaminti pigų ir lankstų artimojo infraraudonųjų spindulių (NIR) ekraną, kuris būtų neįskaitomas plika akimi, bet būtų skaitomas naudojant naktinio matymo akinius. Toks ekranas galėtų būti integruotas į kario uniformą arba į kišenėje įkištą prietaisą, leidžiantį kariams naktį skaityti pranešimus, jų nepastebėti priešo snaiperiai.
Šie organiniai šviesos diodai taip pat gali būti paversti infraraudonųjų spindulių detektoriaus diodais, kurie suteikia galimybę matyti naktinį matymą. Infraraudonųjų spindulių detektoriai iš esmės yra šviesos diodų atvirkščiai, paverčiantys šviesą elektros srove. Šilti objektai skleidžia infraraudonąją spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra ilgesnės nei artimosios infraraudonosios spinduliuotės ir yra nematomos žmogaus akiai. Kaip kamerų šviesos detektoriai jaučia matomą šviesą, infraraudonųjų spindulių jutikliai, pagaminti iš neorganinių puslaidininkių, aptinka infraraudonųjų spindulių šviesą naktinio matymo akiniuose ir kamerose, kurias naudoja kariuomenė, policija, pasienio apsaugos pareigūnai ir ugniagesiai. Tačiau detektoriai, pagrįsti OLED, duotų svarbią naudą: kadangi ploni organiniai polimerai, sudarantys šiuos diodus, gali būti nusodinami ant įvairių substratų, įskaitant lankstamą plastiką, organiniai IR detektoriai gali būti pakankamai lankstūs, kad juos būtų galima įtraukti į šalmo skydelį.
Lankstumas yra labai naudingas… naujos kartos ekranai bus ant lankstaus pagrindo, sako Markas Thompsonas , Pietų Kalifornijos universiteto chemijos profesorius, vadovavęs tyrimui. Organiniai šviesos diodai yra labai svarbi technologija lanksčiam ekranui, nes juos lengva ir pigu piešti ant lankstaus pagrindo, sako jis. Jie jau naudojami fotoaparatų ir mobiliųjų telefonų ekranuose ir turi didžiulį pažadą ateities dideliems kompiuterių ir televizorių ekranams.
Organinių šviesos diodų tyrimai daugiausia buvo skirti matomos šviesos taikymui; niekas anksčiau nėra gaminęs organinio šviesos diodo, kuris efektyviai skleidžia NIR šviesą. Thompsonas ir jo kolegos iš Prinstono universiteto ir „Universal Display Corporation“, bendrovės, įsikūrusios Ewing mieste, NJ, aprašė savo ekologišką šviesos diodą internete m. taikomoji chemija sausio 9 dieną.
Organiniai šviesos diodai, skleidžiantys nematomus NIR bangos ilgius, gali būti naudojami kuriant ekranus, kurių nenorite, kad visi matytų. Slaptam kariniam naudojimui naktinio matymo ekranai bus labai svarbūs, o šie diodai būtų labai svarbūs, sakoma. Ghassanas Jabbouras , Arizonos universiteto Tuksone optinių mokslų profesorius, sukūręs pirmąsias NIR spinduliuojančias organines molekules.
Naujojo šviesos diodo paslaptis yra specialiai sukurta fosforescuojančių dažų molekulė, kurią mokslininkai naudoja spinduliuojančiame sluoksnyje, esančiame tarp dviejų prietaiso elektrodų. Paprastai organiniai šviesos diodai turi skleidžiantį sluoksnį, kuris yra legiruotas fluorescenciniais dažais. Elektrodai į sluoksnį įpurškia neigiamus elektronus ir teigiamas skylutes, kur įkrautos dalelės susijungia ir sužadina dažų molekules. Kai molekulės grįžta į nesužadintą būseną, jos išskiria fotonus. Naujos fosforescuojančios molekulės labai efektyviai spinduliuoja NIR regione. Jie taip pat skleidžia šviesą ilgiau nei fluorescenciniai dažai, todėl pailgėja prietaiso eksploatavimo laikas – tradicinė silpnoji organinių medžiagų vieta.
Prietaisas skleidžia artimus 800 nanometrų bangos ilgius, o tai yra ties matomo ir artimojo infraraudonųjų spindulių spektro riba, ir gali pasigirti daugiau nei šešių procentų efektyvumu, kuris yra mažiausiai 60 kartų didesnis nei kitų NIR spinduliuojančių prietaisų, apie kuriuos pranešta praeitis. Šiuo metu maksimaliu ryškumu jis veikia 1000 valandų. Tačiau esant žemesniam ekrano ryškumo lygiui, mes kalbame mažiausiai apie milijoną valandų, sako Thompsonas. Palyginimui, raudonų arba žalių organinių šviesos diodų veikimo laikas yra 100 000 valandų, sako jis.
Garethas Redmondas Tyndall nacionaliniame institute Korke, Airijoje studijuojantis nanoskalės organinius fotodetektorius, vadina šį darbą proveržiu siekiant NIR emisijos organinėse medžiagose. Redmondas teigia, kad naujasis organinis šviesos diodas pasižymi tikrai geru efektyvumu ir eksploatavimo trukme, ko dar nebuvo pasiekta.
Thompsonas ir jo kolegos planuoja sukurti kitus fosforescuojančių dažų kompleksus, kurie skleidžia šviesą ilgesniais nei 800 nanometrų bangos ilgiais, stumdami gilyn į IR sritį. Tada, pasak Thompsono, būtų galima apversti organinį šviesos diodą, paverčiant jį organiniu IR detektoriumi, skirtu naktinio matymo šalmo skydeliui. Tam reikėtų modifikuoti įrenginio struktūrą arba koreguoti organines medžiagas, tačiau jis sako, kad konvertuoti būtų lengva, nes šviesos diodai ir fotodetektoriai yra giminingi, turintys iš esmės tą pačią diodų struktūrą, bet atlieka atvirkštines funkcijas – šviesos diodas elektros srovę paverčia šviesa, o detektorius veikia priešingai. .
Tačiau kol kas anksti pasakyti, kada toks organinis IR detektorius būtų prieinamas. Jis sako, kad tai ne tik tai, kad žiuri vis dar yra išėjusi; žiuri net nebuvo sudaryta.