تقنية OLED
الثنائيات العضوية الباعثة للضوء أو OLEDs نشأت من فئة LEDs كواحدة من تقنيات العرض الرئيسية التي تختلف مع الطاقة المنخفضة ومجموعة الألوان الرائعة. تستخدم تقنية OLED مبدأ اللمعان الكهربائي الذي يمكن ذكره على أنه ظاهرة بصرية وكهربائية حيث تبعث بعض المواد الضوء استجابةً لتيار كهربائي يمر عبرها. تُستخدم OLEDs هذه لإنشاء شاشات رقمية في أجهزة مثل شاشات التلفزيون وشاشات الكمبيوتر والأنظمة المحمولة مثل الهواتف المحمولة ومشغلات mp3 والكاميرات الرقمية وما إلى ذلك. هذه الثنائيات يبلغ سمكها حوالي 100 إلى 500 نانومتر وأصغر 200 مرة من شعر الإنسان.
شاشات OLED باهظة الثمن من شاشات LCD لأنهم يستخدمون تقنية الطباعة بالحبر النفاث ويرشون مواد بوليمر موصلة بدلاً من الحبر. تعتبر شاشات OLED مفيدة لأنها ساطعة وواضحة ورقيقة وخفيفة الوزن وتتمتع بزاوية عرض فعالة. بصرف النظر عن ذلك ، يمكن أخذها على أسطح مختلفة ويمكن طباعتها على أسطح مختلفة. لا تحتوي إضاءة OLED على أي زئبق ، وبالتالي تقضي على مشاكل التخلص والتلوث المرتبطة بإضاءة الفلورسنت.
هندسة تقنية OLED
يحتوي هيكل OLED على العديد من الطبقات الرقيقة من المواد العضوية. تتكون OLEDs من مجاميع من الجزيئات غير المتبلورة والبلورية مرتبة بنمط غير منتظم. عندما يمر التيار عبر هذه الطبقات الرقيقة ، ينبعث الضوء من أسطحها عن طريق عملية الفسفرة الكهربائية. تعمل OLEDs على مبدأ اللمعان الكهربائي ، ويمكن تحقيق ذلك باستخدام أجهزة متعددة الطبقات. بين هذه الأجهزة متعددة الطبقات ، هناك العديد من الطبقات الرقيقة والوظيفية المحصورة بين الأقطاب الكهربائية.
هندسة تقنية OLED
عندما يتم تطبيق التيار المباشر ، يتم حقن ناقلات الشحنة من الأنود والكاثود في طبقات عضوية ، بسبب التألق الكهربائي ينبعث الضوء المرئي.
تتألف بنية شاشة OLED من عدة طبقات: طبقتان أو ثلاث طبقات عضوية مثل الطبقة الموصلة والطبقة الباعثة والطبقات الأخرى مثل طبقات الركيزة والأنود والكاثود الموضحة أدناه بالتفصيل.
طبقة الركيزة: هذه الطبقة عبارة عن صفيحة زجاجية رقيقة ذات طبقة موصلة شفافة ، ويمكن أيضًا صنعها بطبقة بلاستيكية شفافة أو رقائق معدنية. تدعم هذه الركيزة بنية OLED.
طبقة الأنود: هذه الطبقة هي طبقة نشطة وتزيل الإلكترونات. عندما يتدفق التيار عبر هذا الجهاز ، يتم استبدال الإلكترونات بثقوب إلكترونية. تترسب الطبقات الرقيقة على سطح الأنود ، وبالتالي ، تُعرف أيضًا باسم الطبقة الشفافة. أكسيد قصدير الإنديوم هو أفضل مثال على هذه الطبقة التي تعمل كقاع القطب أو الأنود.
طبقة موصلة: تعد الطبقة الموصلة جزءًا مهمًا في هذه البنية التي تنقل الثقوب من طبقة الأنود. تتكون هذه الطبقة من البلاستيك العضوي والبوليمرات المستخدمة تشمل الباعثة للضوء البوليمرات ، البوليمر الثنائي الباعث للضوء ، إلخ. البوليمر الموصل المستخدم في OLED هو بوليانيلين ، بولي إيثيلين ديوكسي ثيوفين. هذه الطبقة هي طبقة كهرومغناطيسية وتستخدم مشتقات p-phenylene vinylene و polystyrene.
الطبقة المنبعثة : هذه الطبقة تنقل الإلكترونات من طبقات الأنود ، وهي مصنوعة من جزيئات بلاستيكية عضوية تختلف عن الطبقات الموصلة. هناك خيارات متعددة للمواد ومتغيرات المعالجة مثل مجموعة واسعة من الأطوال الموجية التي يمكن أن تنبعث أثناء الانبعاث. في هذه الطبقة ، يتم استخدام نوعين من البوليمرات للانبعاث مثل متعدد الفلور ، بولي بارا فينيلين الذي ينبعث منه عادةً أضواء خضراء وزرقاء. تتكون هذه الطبقة من جزيئات عضوية خاصة موصلة للكهرباء.
طبقة الكاثود: طبقة الكاثود مسؤولة عن حقن الإلكترونات عندما يتدفق التيار عبر الجهاز. يتم صنع هذه الطبقة باستخدام الكالسيوم والباريوم والألمنيوم والمغنيسيوم. قد يكون إما شفافًا أو معتمًا حسب نوع OLED.
عمل OLED
تتكون الطبقة الموصلة والطبقات المنبعثة من جزيئات عضوية خاصة تساعد في توصيل الكهرباء. يستخدم الأنود والكاثود لتوصيل OLEDs لمصدر الكهرباء.
عمل OLED
عندما يتم تطبيق الطاقة على OLED ، تصبح الطبقة المنبعثة سالبة الشحنة وتصبح الطبقة الموصلة مشحونة بشكل إيجابي. بسبب القوى الكهروستاتيكية المطبقة ، تنتقل الإلكترونات من الطبقة الموصلة الموجبة إلى الطبقة السالبة المنبعثة. قد يؤدي هذا إلى تغيير في المستويات الكهربائية ويخلق إشعاعًا يختلف في نطاق تردد الضوء المرئي.
تعمل OLEDs أيضًا كثنائيات إذا كان التيار يتدفق خلالها في الاتجاه الصحيح. تكون طبقة الأنود المتصلة فوق الطبقة المنبعثة ذات قدرة أعلى مقارنةً بالكاثود المتصل بالطبقة الموصلة لتشغيل OLEDs.
أنواع OLEDs
بناءً على هيكل OLEDs ، يتم تصنيفها إلى أنواع مختلفة:
1. OLED السلبي: تُعرف الطبقات العضوية التي تعمل بشكل عمودي بين شرائط الأنود والكاثود باسم OLEDs السلبية. تصف OLEDs هذه الدائرة الخارجية ومعلومات البكسل. من السهل صنع شاشات OLED هذه ، وتستخدم المزيد من الطاقة وأفضل الخيارات للشاشات الصغيرة.
2. مصفوفة نشطة OLED: هذه يتطلب OLED ترانزستور رقيق لوضعها على الجزء العلوي من طبقة الأنود. تتطلب شاشات OLED هذه طاقة أقل وهي مناسبة لشاشات العرض الكبيرة. يستخدم الأنود للتحكم في البكسل. جميع الطبقات الأخرى مثل الكاثود والجزيئات العضوية تشبه OLED النموذجي.
أنواع OLEDs
3. OLED شفافة: يتكون OLED من ركيزة شفافة وأنود وكاثود. تنبعث الأضواء ثنائية الاتجاه ، ويمكن أيضًا الإشارة إليها على أنها مصفوفة نشطة OLED أو OLED سلبي. هذه الأنواع من OLED مفيدة لشاشات العرض الرأسية وشاشات العرض الشفافة والنظارات.
4. أعلى الباعث OLED: قد تكون طبقة الركيزة في OLED عاكسة أو غير عاكسة وتكون طبقة الكاثود شفافة. تُستخدم OLEDs مع أجهزة المصفوفة النشطة وفي صنع شاشات البطاقة الذكية.
5. OLED أبيض: تصدر OLEDs الضوء الأبيض فقط وتستخدم في صنع أكبر و أنظمة إضاءة فعالة . تحل هذه OLEDs محل مصابيح الفلورسنت ، ويتم تقليل تكلفة الطاقة للإضاءة.
6. OLED قابلة للطي: تتكون OLEDs من رقائق معدنية مرنة أو ركيزة بلاستيكية. تتميز تقنية شاشة OLED المرنة هذه بخصائص مثل الوزن الخفيف والهيكل الرفيع للغاية ، وبالتالي تقلل من تكسر لوحات العرض الإلكترونية.
7. OLED الفسفوري: يعمل OLED هذا على مبدأ اللمعان الكهربائي المستخدم لتحويل 100٪ من الطاقة الكهربائية إلى ضوء. تعتبر مواصفات OLEDs هذه مذهلة لأنها تقلل من توليد الحرارة وتعمل بجهد منخفض للغاية ولديها عمر تشغيلي طويل.
تطبيقات تقنية العرض OLED
- التلفزيونات
- شاشات الهواتف المحمولة
- شاشات الكمبيوتر
- لوحات المفاتيح
- أضواء
- يعرض الجهاز المحمول
تطبيقات شاشة OLED
1. تلفزيونات OLED
تطبيق سوني: أصدرت سوني XEL-1 في العام فبراير 2009. كان أول تلفزيون OLED يباع في جميع المتاجر بدقة عالية وهذه المواصفات: شاشة 11 بوصة ونحافة 3 مم. كان الوزن التقريبي لهذا التلفزيون 1.9 كجم ، مع نطاق واسع لزاوية المشاهدة 178 درجة.
تطبيقات LG: في عام 2010 ، أنتجت LG تلفزيون OLED جديد بشاشة مقاس 15 بوصة ، 15EL9500 ، وأعلنت عن تلفزيون OLED ثلاثي الأبعاد بهذه المواصفات: شاشة 31 بوصة و 78 سم في مارس 2011.
تطبيقات Mitsubishi: Lumiotec هي الشركة الأولى في العالم التي تعمل على تطوير وبيع لوحات الإضاءة OLED ذات السطوع الهائل والعمر الطويل منذ يناير 2011. Luiotec هي مشروع مشترك مع Mitsubishi للصناعات الثقيلة.
2. لوحات المفاتيح: في Optimus Maximus Keyboard ، يتم ربط نوع مفاتيح لوحة المفاتيح بعرض الملاحظات والتطبيقات والأرقام وما إلى ذلك ، من خلال البرمجة لأداء سلسلة من الوظائف.
3. الإضاءة : تُستخدم OLEDs للإضاءة المرنة والقابلة للانحناء وورق الحائط وأيضًا للإضاءة الشفافة.
وبالتالي ، فإن نظام OLED يعطي عرضًا استثنائيًا مقارنةً بـ أنظمة عرض أخرى . نظرًا لتصميمها القوي ، تأتي هذه الأنظمة في العديد من الأجهزة المحمولة مثل الهواتف المحمولة ومشغلات DVD وكاميرات الفيديو الرقمية وما إلى ذلك ، وهذه هي تقنية الوزن وتوفير المساحة. أخيرًا ، تتوسع تطبيقات OLEDs باستمرار ، وفي واقع الأمر - ستكون بالتأكيد أفضل تقنية عرض في المستقبل. نتوقع تعليقاتك واقتراحاتك المتعلقة بتقنية OLED هذه في قسم التعليقات أدناه.
اعتمادات الصورة:
