mobile menu icon
responsive search icon
منوی پرتال پرشین پرشیا
لوگوی سایت پرشین پرشیا
علم و فن آوری
علم و فن آوری > کامپیوتر و فن آوری اطلاعات > علوم کامپیوتر >نمایشگرهای OLED

نمایشگرهای OLED

بخش:علوم کامپیوتر


امروزه به دلیل افزایش جمعیت و مصرف بیش از پیش انرژی و استفاده بیرویه از منابع غیر قابل جبران، مردم کره زمین با کمبود جدی منابع انرژی مواجه شدهاند. این مسئله خود از دغدغههای اصلی پژوهشگران و سازندگان قطعات و وسایل گوناگونی میباشد که رابطه تنگاتنگی با مصرف انرژی دارد. از این رو شرکتهای تولید کننده کوشش می­کنند تا مصرف انرژی در ابزار و وسایل ساخته شده را تا حد امکان کاهش دهند و همچنین تولیدات آنها از لحاظ زیست محیطی به نحوی با محیط طبیعی سازگاری داشته تا در هنگام بازیافت کمترین آسیب را به محیط زیست برساند.

 

 

با تکنولوژی OLED به زودی شاهد خواهیم بود که صفحات نمایشی ساخته میشود که با وجود ابعاد بسیار بزرگ، نازک و سبک هستند و مهمترین ویژگی آنها مصرف بسیار پایین انرژی است. تصور اینکه تلویزیونی در اندازه ۸۰ اینچ، ضخامتی در حد ۴ اینچ داشته باشد و بتوان به راحتی آن را خم یا لوله کرد بسیار جالب است. موادی که در ساختن این صفحات به کار میرود تا حد زیادی با محیط زیست سازگاری دارد و همچنین نه تنها مصرف انرژی در این وسایل بسیار اندک است بلکه تولید گرما و پخش نورهای اضافی در جهات گوناگون در این صفحات به میزان فراوانی کاهش یافته است.

 

OLED مخفف کلماتorganic light emitting diode است و به معنای دیودهای ارگانیکی پخش کننده نور میباشد. ارگانیک به مواد طبیعی گفته میشود که عاری از مواد صنعتی باشد. طراحی و ساخت OLED اولین بار در سال ۱۹۸۵ توسط محققی به نام Ching Tang اعلام گردید که در شرکت کداک (سازنده فیلم های دوربین) مشغول به کار بود. او متوجه شد هنگامی که به مولکولهای مواد ارگانیکی جریان الکتریسیته وارد شود از این مواد، نور سبز ساطع میگردد، این مسئله، ایده اولیه تولید OLED را فراهم کرد.

 

 

در آینده تمامی صفحات نمایشی با تکنولوژی OLED ساخته میشود از مهمترین ویژگیهای آنها مصرف پایین انرژی است. یکی از دلایل کاهش مصرف انرژی در این صفحات حذف نور پسزمینه است. بیشتر انرژی مصرفی در تلویزیونهای LCD در جهت تولید و پخش نور پسزمینه مصرف می­شود و در مورد شارژ باتری تلفنهای همراه نیز این مسئله صادق است. با حذف نور پسزمینه انرژی مصرفی تا حد زیادی تقلیل مییابد. صفحات OLED داری روشنی و وضوح بالایی هستند زیرا لایههای مواد ارگانیک بسیار نازک است و هادی خوبی برای جریان برق میباشند. در ساخت این صفحات از چندین لایهبندی استفاده میشود، از طرفی صفحات OLED مانند صفحات LCD دارای شیشه محافظ نیستند و این خود باعث می شود تا جذب نورهایی که در LCD صورت میگیرد در OLED وجود نداشته باشد و نور بدون واسطه به چشم بیننده برسد.

 

برای دیدن تصاویر OLED نیاز نیست فرد در محدوده مشخصی قرار گیرد بلکه میدان دید در این صفحات ۱۷۰ درجه است. نور ساطع شده از صفحات OLED بسیار سبک است به همین دلیل به جای اینکه این صفحات محکم و شکننده باشند دارای قدرت انعطافپذیری بالایی هستند. با این تکنولوژی صفحات تلویزیون و کامپیوترها مانند پلاستیک شفافی خواهند بود که قابلیت خم شدن و لوله کردن را دارند. در ساخت OLED از فرآیندی به نام roll to roll (R۲R استفاده میشود.

 

 

در آینده صفحات نمایشی OLED به عنوان بخش مهمی از کامپیوترهای پوشیدنی به کار برده میشوند. از مزایای آن قابلیت پوشش دادن و اتصال به پوست بدن و فرم گرفتن به هر صورت است. بدیهی است در مکانها و فضاهایی که تاکنون استفاده از صفحات نمایشی غیر ممکن بوده، OLED امکان استفاده گسترده مییابد زیرا ساخت این صفحات در ابعاد گوناگون هیچ محدودیتی ندارد. از ویژگیهای بارز OLED دوام آنهاست این صفحات نمایشی در مقابل ضربه، خراشیدگی و فرو رفتگی بسیار مقاوماند و امکان شکستگی در آنها بسیار نادر است.

 

گفته شده است، قطرات آب تنها موردی است که به این صفحات آسیب میرساند. صفحات نمایشی OLED ضخامت بسیار اندکی دارد به همین منظور کاربردهای گوناگونی خواهد داشت که نحوه ساخت هر کدام کمی متفاوت است. علاوه بر صفحات تلویزیون و مونیتور در نوتبوکها، لپتاپها و تلفنهای همراه، دستگاههای MP۳ player، دوربینهای دیجیتالی، نمایشگرهای GPS و ... قرار میگیرند و باعث میشود تا این وسایل سبکتر و کوچکتر شوند و حمل و نقل آنها آسانتر گردد. کاربرد OLED در صفحات نمایشی کوچک در حد ۳ اینچ بسیار زیاد است.

 

 

از دیگر کاربردهای OLED استفاده آن در HUD یا صفحات نمایشگری است که روی سر قرار میگیرد و اطلاعات مختلفی را در اختیار کاربر قرار میدهد. همچنین OLED را روی شیشه جلوی خودرو نصب میکنند و کاربر از آن به عنوان صفحه تلویزیون یا نمایشگر به منظور کسب اطلاعات گوناگون استفاده میکند. این صفحات به دلیل ضخامت اندک و قابلیت انعطافپذیری در صفحات نمایشی عینکهای واقعیت افزوده نیز کاربرد فراوان خواهند داشت. واقعیت افزوده مجموعه اطلاعاتی است که به طور طبیعی با حواس پنجگانه قادر به دریافت آنها نیستیم و با استفاده از عینکهای مخصوص میتوانیم به راحتی به آنها دسترسی یابیم.

 

پیکسلهای تشکیل دهنده صفحات OLED شامل ماتریکسی از سطر و ستون می باشد که هادی جریان الکتریسته هستند. بین سطرها و ستونها لایهای از مواد ارگانیکی وجود دارد که باعث انتقال جریان برق به طرف دیگر لایه میشود. این جریان الکتریسیته باعث روشن شدن صفحه نمایش میگردد. قابل ذکر است که مواد ارگانیکی به کار رفته در OLED، هادی خوبی برای جریان برق هستند. OLED در واقع یک صفحه LED یا دیود پخش کننده نور است که لایهای از مواد ارگانیکی به آن افزوده شده است و در اثر جریان برق، نور تولید میکند؛ به عبارتی OLED از دو لایه اصلی تشکیل شده که عبارتست از:

 

 

▪ (light emitting polymer (LEP به معنای پلیمر پخش کننده نور

▪ (organic electro luminescence (OEL به معنای ماده آلی نور دهنده در اثر جریان الکتریسیته

 

صفحات OLED از چند لایه تشکیل شده است: لایه محافظ، لایه مواد ارگانیک (آلی)، لایه آند و لایه کاتد. لایههای ارگانیکی به منظور بهبود عملکرد صفحات OLED قابل افزایش هستند. بعد از برقراری جریان الکتریسیته در لایه کاتد، الکترونها به لایه ارگانیک هدایت میشوند؛ این لایه شامل ماتریکسی از سطرها و ستونهایی است که در سطحی مسطح قرار گرفته، در این لایه نور و رنگ ایجاد میشود؛ در آخرین مرحله لایه آند، الکترونها را به بیرون هدایت میکند، این عمل باعث جریان یافتن برق و ایجاد شوک در مولکولهای ارکانیگی میشود و در نتیجه تابش نور را در پی خواهد داشت. لایه ارگانیکی از موادی مانندp phenylene vinylene، لایه کاتد از آلومینیم و کلسیم و لایه آند از اکسید ایندیوم قلع ساخته میشود که باعث تولید نور شفاف میگردد.

 

مواد ارگانیک رنگهای سبز، قرمز و آبی را تولید کرده و همچنین از ترکیب آنها طیف رنگهای گوناگون در صفحه نمایشگر ایجاد میشود. قابل ذکر است که مواد ارگانیک در طول مدت زمانی که جریان الکتریسیته در آنها جریان دارد کمکم درخشندگی و شفافیت رنگهای ساطع شده از خود را از دست میدهند. این مسئله خود مشکلی اساسی در ساخت OLED میباشد. محققان مدت زمان کاهش یافتن درخشندگی این مواد به نصف را اندازهگیری کردهاند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که درخشندگی و شفافیت نور ساطع شده از رنگهای قرمز و سبز بعد از ۴۶۰۰۰ ساعت، به نصف کاهش مییابد و رنگ آبی بعد از مدت زمان ۱۴۰۰۰ ساعت به این ناپایداری میرسد.

 

 

این بدان معناست که رنگ صفحات نمایشی بعد از گذشت زمانی مشخص به زرد تغییر مییابد. گفته شده که این مسئله بزرگترین مشکل در راه تولید OLED میباشد. پژوهشگران روی مواد آلی گوناگونی تحقیق میکنند تا طول عمر درخشندگی را تا حد امکان بالا ببرند، مهمترین مسئله یافتن مواد آلی است که بعد از برقراری جریان الکتریسته، رنگ آبی از آن ساطع شود و دارای عمری طولانی از لحاظ درخشندگی و شفافیت باشد. در نمایشگرهای LCD ۹۰ درصد نور زمینه به رنگی خاص جذب میشود ولی با به کار بردن OLED از نوع PHOLED که به نام نمایشگر فسفری مشهور است، نزدیک به ۱۰۰ درصد الکتریسته به نور تبدیل میشود و از طرفی عمر درخشندگی رنگهای آن افزایش یافته است.

 

این نوع جدید نمایشگرها که فسفری هستند روشنایی و درخشندگی نورهای آنها نسبت به OLED بیشتر است و طول عمر بیشتری نیز دارند. تحقیق و پژوهش در رابطه با OLED ادامه دارد و سازندگان آن درصدد به کارگیری این صفحات در داشبرد خودروها، بیلبردهای تبلیغاتی و انواع صفحات نمایشی کاربردی در منازل، دفاتر کار و فروشگاهها هستند همچنین روزنامههای آینده با این صفحات تولید خواهند شد، حسن این صفحات در این است که بعد از اتمام مطالعه، مانند کاغذ تا میشوند و در کیف یا جیب فرد جای میگیرند. سفید نوع دیگری از OLED است که نور سفید و شفاف پخش میکند.

 

 

این نور شفافتر و درخشندهتر از نوری است که از لامپهای فلورسنس ساطع میشود و چون در ابعاد متفاوت قابل ساخت و تولید هستند، می­توانند جایگزین لامپهای فلورسنس در منازل و فروشگاهها شوند. استفاده از آنها میتواند هم در کاهش مصرف انرژی و هم در کاهش آلودگی محیط زیست مؤثر باشد علاوه بر این دوام و طول مدت عمر آنها نیز بسیار بالاست.

 

در حال حاضر به دلیل طی کردن مراحل گوناگون ساخت به صورت آزمایشی هزینه خرید هر گونه از صفحات OLED زیاد است ولی با گذشت زمان و کاربردی شدن آن در موارد گوناگون و نیز تولید آن در سطحی گسترده شاهد خواهیم بود که از لحاظ قیمت به تعادل رسیده و جایگزین مناسبی برای صفحات نمایشگر فعلی خواهد بود.

 

 

   نوشین هژبرنژاد
دنیای کامپیوتر و ارتباطات

برگرفته از: www.itna.ir
گردآوری و تنظیم:گروه علم و فن آوری پرشین پرشیا
www.persianpersia.com/tech

مروری بر دیگر مطالب 'علوم کامپیوتر'



تازه های علوم کامپیوتر