استخدام مواد الضوء الأخضر لإصدار الضوء الأزرق، مما يطيل عمر OLED بنجاح

　　يُعدّ الضوء الأبيض نجم التكنولوجيا الحديثة في مجال الإضاءة. وتتوقع وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) أنه بحلول عام 2020، ستكون إضاءة OLED على قدم المساواة مع LED من حيث التكلفة والكفاءة ومؤشرات عمر الخدمة!

　　ومع ذلك، تواجه الصناعة حالياً معضلة أن المواد الفسفورية الزرقاء العضوية الباعثة للضوء تتمتع بعمر خدمة قصير جداً. وتتكون طبقة الانبعاث في OLED بشكل أساسي من مواد الفلورسنت الحمراء، ومواد الضوء الأخضر، والمواد الفسفورية الزرقاء الممزوجة معاً لتكوين الضوء الأبيض. وإذا تدهورت أي من هذه المواد، فسيؤدي ذلك إلى فشل OLED بأكمله. وقد أصبحت كيفية التغلب على عدم تناسق أعمار المواد قضية صعبة أمام الصناعة.

　　طوّرت المؤسسة التايوانية لأبحاث التكنولوجيا الصناعية (ITRI) تقنية "OLED Surface Plasmon Coupling Gain Technology"، التي تقوم بتحويل طيف انبعاث مواد الضوء الأخضر إلى ضوء أزرق، متغلبةً بذلك على عنق الزجاجة المتمثل في قصر عمر مواد انبعاث الضوء الأزرق العضوية. (جميع الصور من: ITRI)

حل معهد الأبحاث التكنولوجية الصناعية في تايوان (台工研院) لظاهرة "ومضة الضوء الأزرق" هو عدم استخدام أي مواد للضوء الأزرق على الإطلاق، بل استخدام تكنولوجيا تجعل مواد الضوء الأخضر تصبح مصدراً للضوء الأزرق، وبذلك يتم تطوير تقنية تضخيم الاقتران بالبلازمون السطحي لـ OLED المعروفة بـ PCOLED (Plasmon-Coupled Organic LED).

في البداية، عندما كان معهد الأبحاث التكنولوجية الصناعية في تايوان (台工研院) يجري تجارب على بنية انبعاث الضوء لمواد الضوء الأخضر، اكتشف بشكل غير متوقع أن مواد الضوء الأخضر أصدرت ضوءاً أزرقاً بدا مستحيلاً. قاد هذا الاكتشاف المعهد إلى فتح اتجاه بحثي جديد. لاحقاً، ومن خلال تطبيق التفكير الفيزيائي، صمموا بنية خاصة لمواد الضوء الأخضر وضبطوا المعلمات باستمرار، حتى تعرفوا وخلصوا في النهاية إلى الأسباب والطرق التي أدت إلى إصدار مواد الضوء الأخضر للضوء الأزرق.

أخيراً، من خلال استخدام بنية DML لتوليد تأثير اقتران بلازمون مستوٍ (Plasmon-Coupled)، يمكن تحويل طيف انبعاث مواد الضوء الأخضر إلى ضوء أزرق. يتيح ذلك لـ OLED ذات الضوء الأبيض استخدام مواد الضوء الأخضر لتحل محل طبقة مواد الضوء الأزرق التقليدية، مما لا يحل فقط مشكلة قصر العمر الافتراضي بشكل مفرط، بل يمدده أيضاً بمقدار يصل إلى 20 مرة مقارنة بـ OLED التقليدية.

من حيث الكفاءة، ومن خلال البحث والتطوير المستمر وتحسين الأجهزة، أصبحت كفاءة انبعاث الضوء الأزرق لـ DML قادرة على تجاوز مستوى مواد الفلورسنت الزرقاء الحالية ومعظم مواد الفوسفور الأزرق المعروفة، لتصل إلى 35 cd/A. بعد التحقق، يمكن لتقنية OLED DML للضوء الأبيض أن تصدر ضوءاً أبيض بمؤشر تجسيد اللون (CRI) يبلغ 77 ودرجة حرارة لون 2039 كلفن، مناسب للاستخدام في الإضاءة الداخلية. بالإضافة إلى ذلك، نجح المعهد في إضاءة وحدة ضوئية بيضاء كبيرة المساحة بقياس 10 سم × 10 سم.

حالياً، قدمت فرق معهد الأبحاث التكنولوجية الصناعية براءات اختراع بشأن التقنيات ذات الصلة في تايوان وألمانيا والولايات المتحدة والبر الرئيسي للصين، وتعاونت مع شركات خاصة لإتقان مواد OLED الرئيسية وتقنيات المعالجة بشكل أكبر، متجهة نحو التصنيع.