OLED ا نسل جدید صفحه های نمایش

[Stream]

این هم یک مقاله که درباره صفحه های نمایش OLED نوشته بودم امیدوارم مفید باشه:
(این مقاله توسط من فقط در اینجا و P30world منتشر شده)
------------------------------------------------------------------------------------------

در این مقاله به بررسی تکنولوژی استفاده شده در نسل آینده صفحه های نمایش، یعنی نمایشگرهای OLED خواهیم پرداخت.


اطلاعات عمومی درباره نمایشگرهای OLED:

یک OLED یا Organic Light Emitting Diod به LED هایی گفته می شود که لایه الکترولومینسانس خروجی (ٍEmissive Electroluminescent Layer) آنها توسط مواد آلی (Organic Compounds) ساخته شده. این لایه معمولا از یک سطح پلیمر تشکیل شده که امکان رسوب مواد آلی (Organic Compunds) را فراهم می کند. رسوب کردن این مواد آلی در سطرها و ستون ها توسط یک عملیات چاپ کردن انجام می شود و نتیجه بوجود آمدن پیکسل هایی است که می توانند نورهای مختلفی را ساتع کنند.

Organic Compounds یا مواد آلی به موادی گفته می شود که در ساختار مولکولی کربن (C) داشته باشند. به دلیل اینکه اکسید های کربن، کربنات ها، آلیاژ ها و بلور های کربن خواص Organic از خود نشان نمی دهند در شاخه Inorganic قرار می گیرند. برای اطلاعات بیشتر درباره خواص این مواد می توانید به مقاله های "شیمی آلی" یا "Organic Chemistry" مراجعه کنید.

OLED ها می توانند در صفحه های نمایش تلویزیون، مانیتورهای کامپیوتر، موبایل ها، PDA ها و سایر دستگاه های قابل حمل استفاده شوند. OLED ها حتی توانایی فراهم کردن روشنایی به عنوان منابع نور را هم دارا می باشند.

مهمترین برتری OLED ها نسبت به نمایشگرهای LCD عدم نیاز به نور پیش زمینه یا Backlight است چون OLED ها خود توانایی ساتع کردن نور را دارا می باشند. به همین دلیل مصرف انرژی OLED ها نسبت به نمایشگرهای LCD بسیار پایین تر بوده و این یک فاکتور بسیار مهم در دستگاه های قابل حمل خواهد بود.

ساختار پیکسل های OLED:

در شکل زیر ساختار یک پیکسل ساده OLED را مشاهده می کنید.

برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

همانطور که مشاهده می کنید از یک صفحه فلزی (معمولا آلومینیوم یا کلسیم) به عنوان کاتد (Cathode) و صفحه اکسید ایندیم-قلع (Indium-tin Oxide) به عنوان آند (Anode) استفاده شده است.

بین آند و کاتد سه لایه دیگر وجود دارد:

1. Electron Transport Layer یا ETL
2. Organic Emitters
3. Hole Injection Layer یا HIL

لایه ها از جنس مولکول های آلی تشکیل شده اند که رسانای الکتریکی هستند. میزان رسانایی آنها بین مواد رسانا و مواد نارسانا متغیر است؛ به دلیل داشتن این خاصیت نیمه رسانایی به این مواد نیمه رساناهای آلی یا Organic Semiconductors گفته می شود. این مواد همانند نیمه رساناهای سیکیون (Si) توانایی Doping را دارند، از Doping برای بالا بردن کارایی نیمه رساناها استفاده می شود.

ولتاژ متغیر 2 تا 10 ولت بین آند و کاتد اعمال می شود، آند به قطب مثبت و کاتد به قطب منفی. به همین دلیل جریانی از الکترون ها از سمت کاتد به آند برقرار می شود. کاتد الکترون های خود را وارد Electron Transport Layer می کند و آند الکترون ها را از Hole Injection Layer جذب می کند. یعنی در لایه ETL الکترون های اضافی و در لایه HIL حفره (Hole) های اضافی وجود دارد.

بعد از مدتی چگالی بارهای منفی الکتریکی در لایه ETL و چگالی بارهای مثبت در لایه HIL بالا می رود و به دلیل بوجود آمدن میدان الکتریکی بین دو لایه الکترون ها و حفره ها به سمت هم می آیند. در Organic Semiconductors بر خلاف Inorganic Semiconductors حفره ها قابلیت حرکت بیشتری نسبت به الکترون ها دارند و به همین دلیل حفره ها سریعتر وارد لایه ETL می شوند و در نیمه پایینی این لایه هر حفره با یک الکترون پر می شود.

هنگام پر شدن حفره ها توسط الکترون یک تغییر در سطح انرژی الکترون رخ می دهد که باعث می شود این اختلاف انرژی بصورت یک سیگنال نور ساتع شود. به همین دلیل این قسمت از ETL را یک لایه جدید با نام Organic Emitters می نامند. فرکانس این سیگنال نور در ناحیه قابل مشاهده توسط چشم انسان است.

یکی از دلایل اینکه از اکسید ایندیم-قلع به عنوان آند استفاده می شود توانایی عبور دادن نور است. اکسید اینیدم-قلع به طرز بسیار مناسبی نور ساتع شده در لایه Organic Emitters را از خود عبور می دهد.

محاسن و معایب نسبت به صفحه های نمایش LCD:

با توجه به ساختار بسیار ساده پیکسل های OLED تولید اینگونه صفحه های نمایش بسیار ساده تر از صفحه های نمایش LCD یا Plasma است. OLED ها حتی می توانند بر روی سطوح بسیار ساده چاپ شوند و به همین دلیل هزینه تولید بسیار پایینتری نسبت به صفحه های نمایش LCD یا Plasma دارند.

بر همین اساس OLED ها را می توان بر روی سطوحی مانند مقوا یا لباس یا حتی کاغذهای معمولی چاپ کرد و صفحه های نمایشی بسیار نازک و زیبا را روانه بازار کرد.

در OLED ها به دلیل اینکه هر پیکسل خود ساتع نور است (بر خلاف LCD که هر پیکسل یک فی ل ت ر است) روشنایی و کنتراست بسیار بالاتری نسبت به صفحه های LCD را در اختیار کاربر قرار می دهند.

به دلیل سطوح بسیار زیاد انرژی و تفاوت میزان چگالی بارهای الکتریکی لایه Organic Emitters پیکسلهای OLED قابلیت نمایش دامنه بسیار زیادی از رنگها (چندین برابر نسبت به LCD) را دارا می باشند.

به دلیل عدم نیاز به نور پیش زمینه پیکسلهای OLED نسبت به LCD انرژی بسیار کمتری مصرف می کنند و برای دستگاه های قابل حمل بسیار مناسب هستند. OLED ها قابلیت مدیریت مصرف انرژی بسیار بهتری نسبت به LCD دارند، چون در رنگ های تیره به سادگی می توان میزان نور ساتع شده را کم کرد (یا خاموش کردن پیکسل هنگام استفاده از رنگ سیاه) اما در صفحات LCD چون همیشه نور پیش زمینه وجود دارد فقط با کم کردن میزان نور پیش زمینه میتوان مصرف را پایین آورد.

چون نور ساتع شده توسط هر پیکسل مستقل از پیکسل های دیگر است زاویه دید این صفحات کاملا 180 درجه (90 درجه از هر طرف) بوده و هیچ وقت رنگها از زاویه های مختلف اشتباه دیده نمی شوند.

صفحات OLED زمان پاسخگویی بسیار پایینی دارند؛ در حال حاضر زمان پاسخگویی سریعترین صفحات LCD نزدیک به 2 میلی ثانیه است در حالی که صفحات OLED معمولی زمان پاسخگویی حدود 0.01 میلی ثانیه دارند.

اندازه پیکسل های OLED می تواند کوچکتر از پیکسل های LCD باشد به همین دلیل در یک صفحه می توان پیکسل های بیشتری را نسبت به LCD جا داد و صفحاتی با رزولوشن بالاتر تولید کرد.

تنها عیب جدی صفحات OLED کم بودن طول عمر آنهاست. پیکسل های OLED فعلی حدود 14.000 ساعت عمر می کنند. (583 روز در صورت استفاده 24/7 یا 3 سال و دو ماه در صورت استفاده 12 ساعت در روز) در حال حاضر Panasonic و TOSHIBA توانسته اند طول عمر صفحات OLED را تا دو برابر زمان فعلی افزایش دهند و هنوز هم راه هایی برای بالا بردن طول عمر وجود دارد.

سخن پایانی:

با توجه به محاسن بسیار زیاد OLED نسبت به LCD بزودی این صفحات در بسیاری از وسایل جایگزین LCD خواهند شد. در حال حاضر کمپانی های بزرگ سازنده صفحات نمایش برای پیشرفت OLEDسرمایه گذاری های بسیاری کرده اند و در چند سال آینده شاهد ورود گسترده صفحات نمایش OLED به بازارها خواهیم بود.

موفق باشید،
Stream

[Shahryar]

ممنون آرمان جان ، مقاله خیلی خوبی بود ... برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

فقط یک سوال از نظر ضرر برای چشم چه طوره ؟

[Fusion]

سلام ممنون ارمان گل
فکر میکردم احتمالا SED ها جایگرین بعدی باشه ولی واقعا این فناوری 100 سال جلوتر
امیدوارم هرچه زودتر این محصولات مجهز بشن و بزودی به بازار بیان

[Stream]

ممنون آرمان جان ، مقاله خیلی خوبی بود ... برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

فقط یک سوال از نظر ضرر برای چشم چه طوره ؟

به هر حال نگاه کردن به هر جسمی که از خودش نور ساتع می کنه برای چشم ضرر هایی داره و ناراحت کننده است. در صفحات LCD چون یک سیگنال نور کامل از یک سری فی. لت. ر عبور می کنه میشه مقدار زیادی از این سیگنالها رو از فیلتر عبور نداد. در صفحه های OLED سعی بر اینه که اصلا سیگنال ناراحت کننده ای ساتع نشه.

سلام ممنون ارمان گل
فکر میکردم احتمالا SED ها جایگرین بعدی باشه ولی واقعا این فناوری 100 سال جلوتر
امیدوارم هرچه زودتر این محصولات مجهز بشن و بزودی به بازار بیان

چیزی که سازنده ها رو به سمت صفحات OLED کشونده هزینه ساخت کم و مصرف انرژی خیلی پایین نسبت به بقیه تکنولوژی هاست.

در SED به نوعی تکنولوژی CRT در صفحات LCD جا داده شده تا مزیت های هر دو صفحه با هم رو یکجا داشته باشیم، به جای Backlight در LCD ها از یک Electron Gun برای هر پیکسل استفاده شده که مصرف رو نسبت به LCD پایین میاره و Response Time ای معادل CRT داره...

--

الان محصولاتی با صفحه های نمایش OLED به بازار عرضه شده اند مثل:

NOKIA N85
NOKIA 8800 Arte (هر سه مدل)
Cowon iAudio 7

تا چند وقت دیگه تلویزیون ها و مانیتورهای OLED با قیمت مناسب وارد بازار می شن.

[Armin-N]

سلام
آرمان جان مقالت عالی بود

من دو تا سوال دارم (ببخشید که چیزی سرم نمیشه و سوالام احتمالا بچه گانه به نظر برسه)

طول عمر پیکسل ها (با توجه به اینکه تاریخ مصرف دار هستن) بسته به جنس صفحاته؟
میشه امیدوار بود طول عمرشون رو خیلی بیشتر کرد؟

چند درصد نسبت به lcd ها مصرف انرژیشون کمتره؟
میشه رو بالای 50% حساب کرد؟

آیا حساسیت خاصی ممکنه داشته باشن؟
مثلا حساسیت به فشار و دمای محیط و میدان مغناطیسی و ...

قبلا جایی گفته شده بود که در آینده میشه بعنوان کاغذ دیواری هم استفاده کرد
پس میشه به نمایشگرهایی با سایز های خیلی بزرگ هم دست پیدا کرد
درسته؟

ممنون

[Stream]

طول عمر پیکسل ها (با توجه به اینکه تاریخ مصرف دار هستن) بسته به جنس صفحاته؟
میشه امیدوار بود طول عمرشون رو خیلی بیشتر کرد؟


چند درصد نسبت به lcd ها مصرف انرژیشون کمتره؟
میشه رو بالای 50% حساب کرد؟

الان با کوچکتر کردن لایه ها هم قطر صفحات پایین میاد، هم مصرف کمتر میشه و هم طول عمر بالا میره. ضخامت یک تار موی انسان چیزی حدود 300 برابر ضخامت جدیدترین OLED هاست!

در حال حاضر صفحاتی تولید شده که طول عمرشون نزدیک 40 هزار ساعت باشه و هنوز هم این می تونه بهتر بشه. به همین شکل مصرف هم می تونه پایین بیاد، فعلا OLED هایی تولید شده که نصف LCD های فعلی مصرف داشته باشند.

آیا حساسیت خاصی ممکنه داشته باشن؟
مثلا حساسیت به فشار و دمای محیط و میدان مغناطیسی و ...

قبلا جایی گفته شده بود که در آینده میشه بعنوان کاغذ دیواری هم استفاده کرد
پس میشه به نمایشگرهایی با سایز های خیلی بزرگ هم دست پیدا کرد
درسته؟

هر قطعه الکترونیکی وقتی توی میدان مغناطیسی قرار بگیره مسلما عملکردش تغییر می کنه، اگه یک آهنربا رو نزدیک هر صفحه CRT, LCD, Plasma یا OLED کنید تاثیرش توی تصویر مشخصه.

در هر قطعه ای که از نیمه رساناها استفاده شده باشه نسبت به گرما حساسیت نشون میده ولی این حساسیت توی محدوده دمای محیط در حد خیلی پایینیه و با تکنیک هایی میشه این حساسیت رو کم کرد.

از مواد متفاوتی میشه به عنوان Substrade استفاده کرد، یکی از همین مواد هم کاغذ معمولیه. ولی موقع تولید نمایشگرهای سایز بزرگ یک مشکل دیگه بوجود میاد:

در صفحات OLED همیشه سعی میشه اندازه لایه ها و پیکسلها کوچک باشه، با بزرگ شدن پیکسل ها به جز بالا رفتن مصرف و هزینه ساخت، طول عمر پایین میاد که همین مسئله باعث میشه فعلا OLED یک راهکار برای نمایشگرهای سایز بالا نباشه و بالاترین سایز این صفحات شاید همون حدود 60 اینچی باشه که استفاده Home & Office داره.

بالا بردن تعداد پیکسل و استفاده از پیکسلهای کوچک هم برای تولید کننده به صرفه نیست.

[Fusion]

الان محصولاتی با صفحه های نمایش OLED به بازار عرضه شده اند مثل:

NOKIA N85
NOKIA 8800 Arte (هر سه مدل)
Cowon iAudio 7

تا چند وقت دیگه تلویزیون ها و مانیتورهای OLED با قیمت مناسب وارد بازار می شن.

ارمان جان قیمت ها تعیین شده ، مثلا به عنوان سمپل، میخوام بدونم قیمت ها چقدر تعیین میشه در حد CRT ها میرسه ! برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

[Stream]

ارمان جان قیمت ها تعیین شده ، مثلا به عنوان سمپل، میخوام بدونم قیمت ها چقدر تعیین میشه در حد CRT ها میرسه ! برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

به احتمال زیاد از نظر قیمت بعد از Mass Product و عرضه توسط اکثر کمپانی ها وضعیتی شبیه به LCD فعلی پیدا می کنه. شاید هم قیمت بهتر...!