KTU mokslininkų susintetintos organinės medžiagos – OLED prietaisų gamyboje Taivane

Apie organinių medžiagų gamybą Lietuvoje ir OLED (angl. – organic light-emitting diode) technologijos išskirtinumus pasakoja Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) doc. dr. Daiva Tavgenienė.

Bendradarbiavimas su Taivano mokslininkais

KTU mokslininkai gamina įvairias organines medžiagas, kurios yra naudojamos OLED prietaisų gamyboje.

Organinių medžiagų gamyba prasideda nuo sugalvotos struktūros. Naujo junginio struktūra yra sugalvojama ir parenkama remiantis moksliniais straipsniais.

Vėliau pradedama sintezė – medžiagos yra gryninamos, o jų struktūros – patvirtinamos. Tik tuomet galima jas toliau tirti bei galvoti apie jų pritaikymą tam tikrą šviesą skleidžiančių OLED prietaisų gamyboje.

Pirmiausia organinės medžiagos yra kuriamos laboratorijoje: per eilę sintezės reakcijų yra gaunami tiksliniai produktai. Vėliau tiriamos šių medžiagų fotofizikinės, terminės, elektrocheminės ir kt. savybės bei medžiagos siunčiamos į Taivaną, o ten jau daromi OLED prietaisų prototipai.

KTU mokslininkė D. Tavgenienė siekia susintetinti medžiagas, kurios pagerintų organinių šviesos diodų veiksmingumą: „Dažniausiai sintetiname medžiagas, kurios prietaisuose bus panaudotos skyles pernešančiame sluoksnyje arba kaip matricos. Tokios medžiagos turi pasižymėti tam tikromis savybėmis: medžiagos turėtų turėti tinkamas tripletinės būsenos energijos vertes, pasižymėti gera krūvio pernaša ir terminiu bei morfologiniu plėvelių stabilumu“.

Pasak jos, KTU mokslininkai prisideda prie OLED technologijos plėtros, o jų darbas turi labai didelę reikšmę. Taip pat grupės nariai yra patentavę kai kuriuos savo junginius.

„Mūsų grupė yra paskelbusi daug mokslinių straipsnių šia tema, rezultatai taip pat publikuojami aukšto lygio moksliniuose žurnaluose. Su mokslininkais iš Taivano vyksta bendradarbiavimas jau ne vienerius metus, kartu vykdome įvairius mokslinius projektus. Per daugelį metų esame pasiekę neblogų rezultatų, todėl šis bendradarbiavimas yra nuolat tęsiamas.“

Taivano mokslininkai yra žinomi dėl vystomos puslaidininkių pramonės, jie turi sukaupę daug žinių ir patirties. KTU mokslininkai siunčia medžiagas į Taivano universitetus – ten jų susintetintos medžiagos yra bandomos gaminant įvairius OLED prietaisus, stengiantis juos optimizuoti, kad būtų pasiektas kuo geresnis rezultatas.

„Esame bendradarbiavę su Lenkijos, Japonijos, Latvijos, Kinijos, Ukrainos mokslininkais“, – pabrėžia KTU mokslininkė.                                                                                                                                   

OLED technologijos privalumai

D. Tavgenienė aiškina, kuo OLED technologija skiriasi nuo kitų. Jos teigimu, LCD (angl. – Liquid Crystal Display) skystųjų kristalų ekranai yra pagaminti iš skystųjų kristalų molekulių skydelio. Pro juos eina elektros srovė, kuri praleidžia šviesą arba visiškai ją blokuoja. Skystieji kristalai patys neskleidžia šviesos, bet praleidžia ir prasklaido foninį apšvietimą, esantį už jų.

„LED technologija tapo gana svarbi šiandieninėje pasaulinėje apšvietimo rinkoje ir leidžia sutaupyti iki 80 proc. elektros energijos už tą patį išspinduliuojamą šviesos kiekį. LED yra puslaidininkiniai diodai, kurie, kai elektra praeina pro juos, skleidžia monochromatinę šviesą. Šviesos spalva priklauso nuo medžiagų, tikslingai įdėtų į lustą. Pagrindinis LED bruožas yra ilgas jų eksploatavimo laikas, nes jie gali veikti daugiau nei 100 tūkst. val.“, – sako KTU mokslininkė.

Kalbant apie OLED technologiją, kiekvienas OLED ekrano taškas – pikselis – yra pagamintas iš medžiagos, kuri ima švytėti į ją nukreipus tekėti elektros srovę. OLED prietaisuose naudojama speciali elektroliuminescencinė medžiaga yra pagaminta iš organinių cheminių junginių. Kiekvienai spalvai išgauti reikalingas skirtingas organinis junginys.

„Vadinasi, kiekvienas OLED taškas, iš kurių yra sudarytas visas ekranas, sukuria šviesą, kurios kiekis priklauso nuo to, kiek per jį teka elektros srovės. Skirtingai nuo kitų šviesą sukuriančių elementų, OLED gali visai neskleisti šviesos, likdami visiškai tamsūs“, – pasakoja mokslininkė.

OLED technologija pasižymi dideliu mechaniniu atsparumu įtempiams ir vibracijai, galimybe veikti žemoje įtampoje, labai dideliu ryškumo efektyvumu. Taip pat, naudojant OLED technologiją, galima sutaupyti daug energijos, išlaikant tą patį apšvietimo lygį.

„Pavyzdžiui, OLED prietaisai nenaudoja foninio apšvietimo, nes juose yra naudojamos organinės medžiagos, per kurias, tekant elektrai, kiekvienas pikselis tampa šviesos šaltiniu. Tokia technologija sukuria itin ryškius kontrastus, kurie padeda vaizdo kokybę perteikti realistiškai“, – sako ji.

OLED prietaisų ekranai išsiskiria tuo, kad juose galima aiškiai matyti vaizdą iš bet kurio žiūrėjimo kampo, nesvarbu, iš kurios pusės bežiūrėtum.

OLED privalumai yra gyvos spalvos, didelis spalvų tikslumas esant bet kokiems šviesumo lygiams, ypač tamsūs juodi atspalviai, geriausias kontrastas, palyginus su kitais ekranų tipais bei mažos energijos sąnaudos ir kt.

„Kaip ir kiekviena technologija, ji nuolat keičiasi ir juda į priekį. Iš tikrųjų, jau dabar pastebime, kad rinkoje sulaukiame pigesnių, didesnių ir netgi dar geresnių OLED ekranų. Labai realu, kad OLED ekranams teks rimčiau konkuruoti su QLED arba vadinamuosius kvantinius taškus naudojančia LCD displėjų technologija, nes rinkoje matome jų atsiradimą“, – apie OLED technologijos ateitį svarsto D. Tavgenienė.