SG.hu·
Világítás sík villanykörtékkel
Kutatók a fénycsövek hatékonyságával világító fehér, organikus fénykibocsátó diódákat (OLED) mutattak be. Az eredmény egy lépéssel közelebb viheti az OLED-eket, hogy a jövő egyik alkalmazható fényforrásaként tekintsünk rájuk, melyek sík kivitelük miatt különösen csábítóak lehetnek az építészek számára.
Az eszköz egyik nagy korlátja a kék fény kibocsátó részének limitált, mindössze néhány órás élettartama, azonban már javában folynak az új kék fény-kibocsátó anyagok fejlesztései.
Az elmúlt években rohamos fejlődésen ment át az OLED technika, így egyre gyakrabban találkozhatunk az üzletekben a különböző OLED kijelzővel ellátott berendezésekkel, nem csak a kisebb hordozható eszközöknél, de a nagy televízióknál is elérhető már a megoldás. Bár a világításhoz használandó technológia nagy részben megegyezne a képernyőkével, a világításnál a kulcsszó a hatékonyság, amivel az OLED nem rendelkezett, egészen mostanáig.
Az eszközökben kétfajta szerves polimer alkalmazható: foszforeszkáló és fluoreszkáló. Bár a fluoreszkáló anyagok - amiket az OLED kijelzőkben és televíziókban is használnak - jóval hosszabb életűek, hatékonyságuk mindössze negyede a fénycsövekének. A legutóbbi kutatások ezért a foszforeszkáló anyagok hatékonyságának és élettartamuk optimalizálására összpontosultak.
A fénycsöveknél jobb teljesítményt nyújtó eszközöket Karl Leo és munkatársai készítették el a drezdai Alkalmazott Fotófizikai Intézetben. Az áttöréshez csökkenteniük kellett a veszteségforrásokat - azokat a szakaszokat, melyekbe az elektromos energia beáramlik ugyan, de nem jut ki használható fény formájában. Elsőként a kibocsátó réteg kialakítását optimalizálták, mivel itt megy végbe a legtöbb energiavesztés, a töltéshordozók újraegyesülnek ahelyett, hogy belezúdítanák energiájukat a színes fényeket kialakító polimerekbe. A másik jelentős energiaveszteség a dióda szerkezet szélén következik be, ahol a fény ténylegesen létrejön, ha ez a terület nem elég hatékony, a fotonok körbepattognak vagy újra elnyelődnek.
A német kutatóknak egy különösen hatékony, nanoszerkezetű interfész megtervezésével sikerült megoldaniuk a problémákat, a nanointerfész több fényt szív ki, mint a korábbi megoldások. "Az optimalizálások összetett eredményeként először sikerült a fénycsöveknél nagyobb hatékonyságot elérnünk" - nyilatkozott Leo professzor a BBC News-nak.
Emellett a korábbi OLED-ekkel ellentétben ez a hatékonyság nem csökken amikor az eszközt felerősítik, nagyobb erejű fénykibocsátásra ösztönözve. Az élettartam azonban akárcsak a korábbi fehér OLED-eknél, itt is jelentős probléma, az eszközök egy-két órányi használat után elöregednek, ugyanis a fény kék tartományát előállító polimerek megbízhatatlanok. Mindazonáltal Leo professzor elmondása szerint kezdenek napvilágot látni az első eredmények a stabil, foszforeszkáló kék polimerekről. "Személy szerint biztos vagyok benne, hogy a kémikusok megoldják ezt a problémát és megtalálják azt az anyagot ami elég stabil, bár ez eltarthat pár évig" - mondta.
John de Mello, az Imperial College London optoelektronikai szakértője "nagyszerűnek" nevezte a drezdaiak munkáját. "Ha csak öt-tíz évvel ezelőtt valaki azt mondja, hogy idáig juthatunk, szavait széleskörű szkepticizmus fogadta volna" - mondta. "Azonban bebizonyították, hogy a rendelkezésre álló technikák és az ismert módszerek némi átalakításával ténylegesen kiegyenlíthető a hatékonyság a fénycsövekével."
Leo professzor szerint további fejlesztésekkel akár kétszer hatékonyabbá is tehetők az OLED-ek az általuk elértnél. Bár jelenleg előállításuk az alkalmazott gyártási módszerek miatt jóval költségesebb a fénycsövekénél, a tömeggyártás kereskedelmileg is gazdaságossá teheti az OLED-eket, csupán a megfelelő anyagokat és kialakítást kell megtalálni. "Nagy lehetőségek rejlenek benne" - összegzett Leo professzor. "Meggyőződésem, hogy néhány éven belül az OLED-ek szabványos világítási technikának számítanak majd az épületekben."
Az eszköz egyik nagy korlátja a kék fény kibocsátó részének limitált, mindössze néhány órás élettartama, azonban már javában folynak az új kék fény-kibocsátó anyagok fejlesztései.
Az elmúlt években rohamos fejlődésen ment át az OLED technika, így egyre gyakrabban találkozhatunk az üzletekben a különböző OLED kijelzővel ellátott berendezésekkel, nem csak a kisebb hordozható eszközöknél, de a nagy televízióknál is elérhető már a megoldás. Bár a világításhoz használandó technológia nagy részben megegyezne a képernyőkével, a világításnál a kulcsszó a hatékonyság, amivel az OLED nem rendelkezett, egészen mostanáig.
Az eszközökben kétfajta szerves polimer alkalmazható: foszforeszkáló és fluoreszkáló. Bár a fluoreszkáló anyagok - amiket az OLED kijelzőkben és televíziókban is használnak - jóval hosszabb életűek, hatékonyságuk mindössze negyede a fénycsövekének. A legutóbbi kutatások ezért a foszforeszkáló anyagok hatékonyságának és élettartamuk optimalizálására összpontosultak.
A fénycsöveknél jobb teljesítményt nyújtó eszközöket Karl Leo és munkatársai készítették el a drezdai Alkalmazott Fotófizikai Intézetben. Az áttöréshez csökkenteniük kellett a veszteségforrásokat - azokat a szakaszokat, melyekbe az elektromos energia beáramlik ugyan, de nem jut ki használható fény formájában. Elsőként a kibocsátó réteg kialakítását optimalizálták, mivel itt megy végbe a legtöbb energiavesztés, a töltéshordozók újraegyesülnek ahelyett, hogy belezúdítanák energiájukat a színes fényeket kialakító polimerekbe. A másik jelentős energiaveszteség a dióda szerkezet szélén következik be, ahol a fény ténylegesen létrejön, ha ez a terület nem elég hatékony, a fotonok körbepattognak vagy újra elnyelődnek.A német kutatóknak egy különösen hatékony, nanoszerkezetű interfész megtervezésével sikerült megoldaniuk a problémákat, a nanointerfész több fényt szív ki, mint a korábbi megoldások. "Az optimalizálások összetett eredményeként először sikerült a fénycsöveknél nagyobb hatékonyságot elérnünk" - nyilatkozott Leo professzor a BBC News-nak.
Emellett a korábbi OLED-ekkel ellentétben ez a hatékonyság nem csökken amikor az eszközt felerősítik, nagyobb erejű fénykibocsátásra ösztönözve. Az élettartam azonban akárcsak a korábbi fehér OLED-eknél, itt is jelentős probléma, az eszközök egy-két órányi használat után elöregednek, ugyanis a fény kék tartományát előállító polimerek megbízhatatlanok. Mindazonáltal Leo professzor elmondása szerint kezdenek napvilágot látni az első eredmények a stabil, foszforeszkáló kék polimerekről. "Személy szerint biztos vagyok benne, hogy a kémikusok megoldják ezt a problémát és megtalálják azt az anyagot ami elég stabil, bár ez eltarthat pár évig" - mondta.
John de Mello, az Imperial College London optoelektronikai szakértője "nagyszerűnek" nevezte a drezdaiak munkáját. "Ha csak öt-tíz évvel ezelőtt valaki azt mondja, hogy idáig juthatunk, szavait széleskörű szkepticizmus fogadta volna" - mondta. "Azonban bebizonyították, hogy a rendelkezésre álló technikák és az ismert módszerek némi átalakításával ténylegesen kiegyenlíthető a hatékonyság a fénycsövekével."
Leo professzor szerint további fejlesztésekkel akár kétszer hatékonyabbá is tehetők az OLED-ek az általuk elértnél. Bár jelenleg előállításuk az alkalmazott gyártási módszerek miatt jóval költségesebb a fénycsövekénél, a tömeggyártás kereskedelmileg is gazdaságossá teheti az OLED-eket, csupán a megfelelő anyagokat és kialakítást kell megtalálni. "Nagy lehetőségek rejlenek benne" - összegzett Leo professzor. "Meggyőződésem, hogy néhány éven belül az OLED-ek szabványos világítási technikának számítanak majd az épületekben."