إنجاز جديد قد يغير عالم شاشات العرض إلى الأبد

 الحالات الهجينة للضوء والمادة :: إنجاز جديد قد يغير عالم شاشات العرض إلى الأبد

طور عدد من العلماء نموذجآ يتوقع زيادة هائلة في سطوع شاشات OLED بإستخدام البولاريتونات - وهي حالات هجينة من الضوء والمادة , ومن خلال ضبط عدد الجزيئات المستخدمة بدقة ، حققوا تحسنآ مذهلآ في الكفاءة بمقدار 10 ملايين , و يمكن لهذا الإكتشاف أن يحدث نقلة نوعية في تقنية OLED ، مما يجعل الشاشات أكثر سطوعآ و كفاءة في إستهلاك الطاقة من أي وقت مضى .

مستقبلٌ مشرقٌ جديدٌ لشاشات OLED ؟؟؟

كما تستخدم تقنية OLED الآن على نطاق واسع في أجهزة العرض المتطورة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة و أجهزة التلفزيون والساعات الذكية .

و بفضل مرونتها و تصميمها الرفيع وكفاءتها في إستخدام الطاقة ، سوف تحدث شاشات OLED نقلة نوعية في تطبيقات الإضاءة والعرض . ومع ذلك يبقى هناك قيد رئيسي واحد :: كفاءتها المنخفضة نسبيا في تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء حاليآ ، كما ينتج حوالي 25% فقط من الطاقة إنبعاثآ سريعآ للفوتونات ، وهو شرط أساسي للشاشات الأكثر سطوعآ , هذا النقص في الكفاءة هو أحد أسباب ميل شاشات OLED إلى أن تكون باهتة مقارنة بتقنيات الإضاءة الأخرى .

ولمعالجة هذا التحدي ، قام باحثون من جامعة توركو في فنلندا وجامعة كورنيل في الولايات المتحدة بتطوير نموذج تنبؤي يمكنه تحسين سطوع OLED بشكل كبير . 

العلم وراء شاشات OLED والبولاريتونات ::---

كما تعمل شاشات OLED بإستخدام مواد عضوية كربونية تُصدر الضوء عند مرور تيار كهربائي عبرها على عكس شاشات LCD ، حيث يأتي الضوء من الإضاءة الخلفية ، تصدر بكسلات OLED ضوءها الخاص ، مما يسمح بتباين أعمق وشاشات أرق .

و عند وضع المواد العضوية الباعثة للضوء بين مرآتين شبه شفافتين ، تتفاعل مع الضوء المحصور لتكوين حالات هجينة من الضوء والمادة تعرف بإسم البولاريتونات .

و من خلال ضبط حالات البولاريتون هذه بعناية ، يعتقد الباحثون أنه من الممكن تحويل نسبة 75% المتبقية من الحالات "المظلمة" غير الباعثة للضوء إلى حالات باعثة للضوء ، مما يحسن الكفاءة بشكل كبير  .

و في حين أن الفكرة العامة لإستخدام البولاريتونات في تقنية OLED ليست مبتكرة تمامآ ، إلا أن هناك نظرية تفحص حدود مكاسب الأداء , في هذا العمل درسنا بدقة موضعَ تأثير البولاريتون المثالي في سيناريوهات مختلفة و وجدنا أن قوة التأثير البولاريتوني في أداء OLED تعتمد على عدد الجزيئات المقترنة كلما قل العدد ، كان ذلك أفضل ، "كما يقول الأستاذ المشارك كونستانتينوس داسكالاكيس من جامعة توركو" . 

تحسين مذهل بعشرة ملايين ::---

يقول أولي سيلتانين، باحث ما بعد الدكتوراه :: "بفضل الجزيئات التي درسناها و جزيء واحد مقترن ، تحسنت الكفاءة بشكل ملحوظ , حيث زاد معدل تحويل الضوء الغامق إلى ساطع بعامل هائل بلغ 10 ملايين في أحسن الأحوال .

و مع وجود عدد كبير من الجزيئات ، كان التأثير الإستقطابي ضئيلآ , لذلك لا يمكن تحسين معدل تحويل الضوء الغامق إلى ساطع لشاشات OLED الحالية بمجرد تزويدها بمرايا .

كما يوضح داسكالاكيس :: "يكمن التحدي التالي في تطوير هياكل عملية تسهل الإقتران القوي للجزيء الواحد ، أو إبتكار جزيئات جديدة مصممة خصيصآ لشاشات OLED ذات الإستقطاب , كلا النهجين يمثلان تحديآ ، ولكن نتيجة لذلك يمكن تحسين كفاءة شاشات OLED وسطوعها بشكل كبير جدآ" .

إنجاز قد يغير وجه شاشات العرض إلى الأبد ::---

لقد أعاقت الكفاءة إنتشار شاشات OLED ، والأهم من ذلك قيود السطوع ، خاصة عند مقارنتها بشاشات LED غير العضوية التقليدية , تمهد نتائج هذه الدراسة الطريق للمضي قدمآ ، إذ ترسي الأساس لشاشات OLED التي لا تتميز فقط بكفاءة أعلى ، بل أيضآ بقدرتها على تحقيق مستويات أداء كانت تعتبر مستحيلة سابقآ .

المرجع :: "تحسين كفاءة شاشات OLED ذات البولاريتون في الفضاء الفرعي أحادي الإثارة وخارجه" ، كتبت النتائج بقلم الباحثين (( أولي سيلتانين ، وكيمو لوما ، أندرو جيه موسر ، كونستانتينوس إس داسكالاكيس )) .