Zlovešča modra kot antični škrlat sodobne elektronike!
Marjan Kodelja 31. julija 2020 ob 06:18

Uporabna je postala šele pred četrt stoletja, trojici znanstvenikov leta 2014 prinesla Nobelovo nagrado za fiziko, sprožila vzpon tankih televizorjev na tekoče kristale, zdaj pa spet povzroča težave. Modra organska sijoča dioda za zaslone OLED se znanstvenikom še vedno izmika.

Sijalka LED, pa naj bo organska ali anorganska, mora zadostiti trem lastnostim. Biti mora učinkovita, dovolj svetla in imeti dovolj dolgo življenjsko dobo. A ko gre za organske, se izdelovalci soočajo s »trilemo«, saj v najboljšem primeru lahko zagotovijo le dve hkrati. Največkrat zato poudarjajo življenjsko dobo, ne da bi hkrati omenili svetilnosti ali učinkovitosti. Stvari dodatno zaplete zahteva po ravno pravšnji valovni dolžini svetlobe, idealna naj bi bila okoli 460 nm, kar ni preprosto dosegljivo.

Dolga pot do komercialne uporabe

Prvo anorgansko svetlečo sijalko modre svetlobe LED so znanstveniki naredili že sredi sedemdesetih let, vendar je trajalo skoraj dve desetletji, da je postala komercialno uporabna. Morali so najti material in iznajti postopek, ki je pocenil izdelavo in hkrati močno izboljšal svetilnost. Pomena modre diode pa ne moremo iskati v modni muhi, ko je pred desetletjem veliko naprav zaradi prestiža imelo moder kazalnik stanja pripravljenosti, umaknili so ga šele, ko so ugotovili, da morda svetloba lahko pri nekaterih zmoti bioritem, temveč v napredku, ki so ga sprožile predvsem na področjih tankih televizorjev in razsvetljave. Bele »žarnice« s sijalkami LED namreč ni bilo mogoče sestaviti, vse dokler niso imeli na razpolago diod vseh treh osnovnih barv, enako svetle in s približno podobno življenjsko dobo.

Težave je znanstvenikom povzročal galijev nitrid, robustna snov z visokim energijskim pragom med elektroni in vrzelmi. Prehod iz enega stanja v drugo namreč povzroči emisijo fotonov modre svetlobe. Modre sijalke LED je še vedno težje in dražje narediti kot diode drugih barv, prav tako se pojavljajo težave glede življenjske dobe in učinkovitosti, vendar niti približno takšne, kot na fronti organskih sijalk LED.

Modra jim močno greni življenje

Glavna težava komercialnih zaslonov OLED pa naj bodo za televizorje, pametne telefone ali druge naprave, je v uporabi dveh različnih materialov svetlečih diod. Zelene in rdeče pike so iz učinkovitejših fosforescentnih snovi, modre pa iz manj učinkovitih fluorescentnih. To omejujejo najvišjo svetilnost zaslona, če želite na zaslonu uravnotežene barve in bolj obremenjujejo modre pike, zato je njihov vek trajanja krajši. Tekma v iskanju modrih fosforescentnih snovi pa še ni dala rezultatov.

Zgodovina se zato ponavlja, ko se znanstveniki trudijo izdelati učinkovito sijalko LED, tokrat organsko. Je pa še kako potrebna. Večja svetilnost zaslonov pametnih telefonov bo zmanjšala težave uporabe na prostem, pod neposredno močno svetlobo, hkrati pa izničila prednost, ki jo imajo v tej lastnosti televizorji LCD. Dodatna težava naj bi bila menda tudi globoka modra svetloba, zato imajo nekateri televizorji LG pravzaprav dve modri. Globoko za primere, ko je res nujno potrebna in bolj svetlo z daljšo življenjsko dobo za ostali čas. Sicer pa se s to težavo sooča tudi Samsung pri razvoju hibridne zaslonske tehnologije QD-OLED. Prototip so za zaprtimi vrati pokazali na letošnjem sejmu CES, Samsung pa prve komercialne izdelke (še vedno) napoveduje za prihodnje leto.

Kitajska nadvlada

Hiter napredek zaslonske tehnologije OLED je v resnici obramba red Kitajci, ki vse hitreje stopajo proti prekladajočemu položaju v tehnologiji tekočih kristalov (LCD). Najbolj podjetji so Korejci. Samsung že ima več kot 90-odstotni tržni delež na trgu zaslonov za pametne telefone, medtem ko je LGju s pomočjo Kodakovih patentov in učinkovite proizvodnje uspelo doseči 100-odstotnega na trgu televizorjev OLED. Nič čudnega, da Samsung za letos načrtuje zaprtje lastnih obratov za izdelavo zaslonov LCD. To sicer ne pomeni, da jih podjetji ne bosta več nudili, še najmanj Samsung, ki svojih televizorjev OLED sploh še nima, le da bosta panele kupovala od drugih.

Beli proti modrim zaslonom OLED

LG in Samsung imata različna pogleda na tehnologijo OLED. Samsung se je leta trudil narediti zaslon RGB, na različnih sejmih smo opazovali prototipe, vendar so bile ovire nepremostljive. Z enakimi se je soočal tudi LG, vendar jih je rešil na drug način. Pike na njegovih zaslonih svetijo belo (naredita jo rumena in modra organska sijalka LED), nad njimi pa je plast z barvnim filtrom, ki vsaki podpiki določi eno od treh osnovnih barv. Ne vemo pa, kako je v to strukturo (če sploh) vključena sijalka globoke modre, o kateri nekateri govorijo. Ker so vse pike bele, se tudi enako hitro starajo (izgubljajo svetilnost). Barvni filter, ki beli OLED sploh omogoča, je hkrati tudi njegova največja slabost, saj še dodatno zniža svetilnost, ki je že tako omejena z optimalnim razmerjem med svetilnostjo in trajanjem modre sijalke v sklopu z rumeno in omeji vidni kot.

Naroči se na redna vsakotedenska e-poštna obvestila o novih prispevkih na naši strani.

Težave s svetilnostjo pa naj bi imel tudi Samsung, ki želi združiti modro sijalko LED s tehnologijo kvantne pike. Vsaka pika sveti modro, ena od treh podpik nad sabo nima ničesar, druge dve pa snov, ki osvetljena z modro odda svetlobo rdeče ali zelene valovne dolžine. Izgub v svetilnosti je na ta način manj. Srečneži, ki so zaslon že videli, pravijo, da je svetlejši in ima lepše barve od zaslonov LGja, vendar manj globoko črno, pri najvišji svetilnosti pa se tudi občutneje greje. Ker pa vse pike svetijo modro, je kajpada tudi tu težava v dolgoživosti. Vprašali se boste, zakaj ni ozadje v kakšni drugi barvi, rdeči ali zeleni, nad njo pa snov, ki osvetljena oddaja modro? Ker je modra univerzalna težava, s katero se srečujejo tudi kemijska podjetja, ki izdelujejo snovi s fotoluminiscentnim učinkom.

Avtor Marjan Kodelja
mm
Marjan se s tehnološkim novinarstvom ukvarja od leta 1997 in v tem času je videl že mnogo stvari, ki se nikoli niso uveljavile ali pa so imele kratek čas trajanja. Začel je pri računalniški reviji Moj mikro in ter 2000 postal njen urednik. Veliko kasneje je bil urednik naprej tednika Stop in nato še tednika Vklop, trenutno pa kruh služi s pisanjem tehnoloških člankov.
Marjan Kodelja - prispevki
Brez komentarjev

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja