Благодаря гранту Министерства энергетики США и идей от OLEDWorks он надеется увеличить световую отдачу приборов в течение двух лет.
Органические светодиоды создают внутреннюю атмосферу в кафе. (Фото: Изображение предоставлено веб-сайтом OLEDWorks.)
Университет штата Пенсильвания запустил интенсивный проект сроком на два года по повышению энергоэффективности органических светодиодов (OLED), пытаясь таким образом решить одну из проблем, которая препятствовала внедрению технологии на общий рынок освещения.
В сотрудничестве с отраслевым партнером OLEDWorks и благодаря гранту в размере 1,1 миллиона долларов США от Министерства энергетики США (DOE) университет, по заявлению своих представителей, намерен существенно увеличить световую отдачу органических светодиодов по сравнению с текущими показателями.
Органические светодиоды представляют собой тонкие листы органического материала, которые загораются при поступлении электрического тока. В отличие от них обычные светодиоды создают отдельные точки освещения через полупроводники. Разработчики технологии органических светодиодов давно утверждают, что они сделают революцию в освещении, поскольку такие светодиоды могут быть интегрированы в структуру любых объектов – от зданий и мостов до мебели и одежды. Органические светодиоды могут иметь жесткую или гибкую форму. Но по сравнению со своими аналогами – простыми светодиодами – органические светодиоды никогда не отличались высокой энергоэффективностью.
Университет штата Пенсильвания, используя деньги, полученные от Министерства энергетики США, собирается решить эту проблему, причем, в сжатые сроки.
«Поскольку грант рассчитан на два года, исследования идут быстрыми темпами и интенсивно», – говорит Крис Гибинк (Chris Giebink), доцент кафедры электротехники в кампусе Юниверсити-Парк. «Результатом этого конкретного гранта в идеале должна стать технология, которую мы сможем запустить в серийное производство в сотрудничестве с нашим отраслевым партнером – компанией OLEDWorks. Это позволит нам получить реальное влияние в ближайшем будущем, что станет достойной наградой за наши труды».
Г-н Гибинк пояснил, что «в настоящее время на выходе органического светодиода остается только около 20% света, остальной свет задерживается в устройстве и пропадает». Хотя световая отдача составляет около 70-80 лм/Вт, что сопоставимо со многими коммерческими светодиодами, органические светодиоды остаются катастрофически неэффективными, поскольку основное количество света, который они создают, не находит применения.
Крис Гибинк со своим коллегой – Майклом Хикнером (Michael Hickner) из Университета штата Пенсильвания – планируют изменить материал органических светодиодов таким образом, чтобы свет мог проходить через них с более высокой скоростью. Они хотят снизить преломляющие свойства материала, что позволит выпрямить путь прохождения света внутри светодиода и ускорить его движение наружу. Одна из задач будет заключаться в том, чтобы осуществить это без ухудшения собственной люминесценции материала.
Г-н Хикнер является профессором в области материаловедения и инженерного дела, а также химического машиностроения и химии.
Акцент на преломляющих свойствах материала отличает новый проект от более ранних попыток со стороны других исследователей, которые стремились увеличить световую отдачу за счет рассеяния света, рассказывает г-н Гибинк.
«Мы не пытаемся рассеивать свет», – заметил он. «Мы фактически меняем состав органических полупроводников для того, чтобы изменить их показатель преломления».
Научная группа намерена решить свою задачу, используя листы размером в несколько квадратных метров, таким образом, поддерживая производственную экономику.
Партнером Университета штата Пенсильвания является компания OLEDWorks, базирующаяся в Рочестере (штат Нью-Йорк), которая в начале этого года запустила отдельный проект по снижению затрат, связанных с использованием органических светодиодов, в партнерстве с поставщиком светового оборудования – фирмой Acuity Brands. Производственные затраты были основным препятствием на пути органических светодиодов к успеху. Совместный проект с университетом штата Пенсильвания поможет решить эту проблему.
Компания OLEDWorks была основана в 2010 году бывшими научными сотрудниками компании Eastman Kodak. Она приобрела большую часть производства органических светодиодов – Lumiblade OLED – у компании Philips Lighting (в настоящее время – Signify) в 2015 году.