211service.com
Nauja elektronika, pigesni OLED televizoriai
Organinių šviesos diodų (OLED) ekranai taupo energiją ir yra aiškūs, tačiau dėl didelių gamybos sąnaudų jie nebuvo tokie plačiai prieinami kaip skystųjų kristalų ekranai (LCD), ypač didesniuose įrenginiuose, pvz., televizoriuose. Naujo tipo OLED elektronika galėtų padėti sumažinti gamybos sąnaudas ir padaryti technologiją daug plačiau prieinamą.
Tranzistoriaus bandymas: Stiklinės skaidrės šiame paveikslėlyje yra margintos tranzistoriais, skirtais OLED ekranams valdyti. Metaliniai zondai ir laidai naudojami jų veikimui patikrinti.
Nėra gero sprendimo sukurti OLED elektroniką, kurią būtų galima nebrangiai padidinti, sako Andrius Rinzleris , Floridos universiteto fizikos profesorius. Rinzleris vadovavo darbui kuriant OLED elektronikos tipą, kuris, jo manymu, suteiks tokį sprendimą. Darbus iš dalies finansavo rizikos kapitalo įmonė Nano Holdings .
OLED ekranų pikseliai naudoja tranzistorius, kad stimuliuotų organines molekules, kurios vėliau skleidžia skirtingų spalvų šviesą. OLED ekranams nereikia šviesą eikvojančių filtrų, dėl kurių skystųjų kristalų ekranai sunaudoja energiją. Tačiau skystųjų kristalų ekranai rinkoje dominuoja didžiąja dalimi, nes amorfinio silicio tranzistorių matricas, naudojamas skystųjų kristalų ekranams valdyti, galima pagaminti tokio dydžio plotuose, kaip vieno automobilio garažo vartai, o tada supjaustyti į mažesnius gabalus, kad būtų galima sukurti televizorių ir kitų įrenginių ekranus. Tokio masto gamyba padeda sumažinti išlaidas.
OLED ekranų gamintojai negali naudoti tos pačios elektronikos, nes OLED pikselių perjungimui reikia palyginti didelių srovių, kurios greitai sudegina amorfinio silicio tranzistorius. Vietoj to, šiandieniniai OLED ekranai yra sukurti ant brangesnių polikristalinio silicio tranzistorių matricų. Didžiausias OLED ekranas rinkoje (Europoje, bet dar nepasiekiamas JAV) yra LG pagamintas 15 colių modelis. Parduodama už kiek daugiau nei 2300 USD; tokio pat dydžio LCD televizorius kainuoja mažiau nei 200 USD.
Teoriškai pigesnė OLED elektronika gali būti pagaminta naudojant organines medžiagas elektronikai ir pikselius. Tranzistoriai, pagaminti naudojant organinius puslaidininkius, užtikrina dideles sroves, reikalingas OLED pikseliams valdyti. Tačiau elektronai per įprastus organinius tranzistorius juda lėtai, todėl ekranas nepakankamai greitai atnaujina vaizdą. Siekdami pagreitinti šiuos tranzistorius, inžinieriai pakeitė dizainą, susitraukdami komponentus, kad šaltinio ir nutekėjimo elektrodai suartėtų ir kanalas būtų mažesnis. Dėl to prietaisas yra greitesnis, nes elektronams nereikia taip toli keliauti per organinę medžiagą, kuri sudaro kanalą, kuri negali labai greitai pravesti elektronų. Tačiau norint pagaminti tokius didelės raiškos įrenginius, reikia brangių litografijos metodų.
Pigesnis metodas, kurį sukūrė Rinzler ir jo kolegos, yra suartinti tranzistoriaus šaltinio ir nutekėjimo elektrodus, sudedamus komponentus vieną ant kito, o ne vienas šalia kito. Rinzlerio grupė, įskaitant magistrantus Mitchellą McCarthy ir Bo Liu, pagamino šiuos tranzistorius ant stiklo pagrindo nusodindama aliuminio plėvelę, kuri veiktų kaip vartų elektrodas, o tada ją oksidavo, kad ant viršaus susidarytų plonas izoliacinis sluoksnis. Tada mokslininkai nusodino itin ploną, praskiestą anglies nanovamzdelių sluoksnį, kuris veiktų kaip šaltinio elektrodas, po to organinių medžiagų sluoksnį, kuris veiktų kaip kanalas, ir galiausiai viršutinį aukso sluoksnį kaip nutekėjimo elektrodą. Kiekviena iš šių plėvelių yra labai plona, todėl užtikrina gerą veikimą ir nereikia naudoti didelės raiškos litografijos metodų, sako Rinzleris.
Rinzlerio nauji elektroniniai prietaisai, aprašyti internete žurnale Nano raidės , taip pat veikia dešimtadaliu įprastos OLED elektronikos įtampos, o tai taupo energiją. Floridos mokslininkai dar nepadarė didelio ploto OLED ekranų, valdomų vertikalių tranzistorių matricų, tačiau Rinzleris teigia, kad tranzistoriai veikia tinkama srove ir įtampa. Nors mokslininkai iki šiol šias matricas gamino ant stiklo, joms gaminti naudojami metodai yra suderinami su lanksčiais substratais ir gali būti naudojami lanksčiams OLED ekranams gaminti.
Pirmą kartą vertikalią elektroninę struktūrą pasiūlė 1994 m Norėdami susisiekti su Yang , medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Kalifornijos universitete, Los Andžele, ir Alanas Heegeris , medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Kalifornijos universitete, Santa Barbaroje. Heegeris pasidalijo 2000 Nobelio chemijos premija laidžių polimerų, tokių kaip naudojami naujajame įrenginyje, atradimui ir plėtrai. Dešimtojo dešimtmečio viduryje Yang ir Heeger pradėjo kurti šiuos įrenginius per įmonę UNIAX, kurią vėliau įsigijo DuPont. Kai jiedu atliko savo pradinį darbą, turimos medžiagos nebuvo tokios geros kaip šiandien.
Anglies nanovamzdelių 1994 m. nebuvo, sako Yang. Pasak jo, Rinzlerio įrenginyje plonas nanovamzdelio sluoksnis leidžia labai mažai srovės nutekėjimo, o tai išnaudojo ankstesnių konstrukcijų galią. Floridos įrenginiai taip pat persijungia daug greičiau, nei buvo įmanoma anksčiau. Jie atliko puikų darbą, kad įrenginys veiktų daug geriau. Esu tikras, kad šis dokumentas turės didelę įtaką organinei elektronikai, sako jis.
„Rinzler“ dabar stengiasi supaprastinti OLED ekrano architektūrą, tikėdamasis dar labiau sumažinti gamybos sąnaudas ir sudėtingumą. Užuot pastatęs šviesą skleidžiantį pikselį šalia tranzistorių, Rinzleris nori sukurti mažos galios organinius tranzistorius, kurie patys skleidžia šviesą. Jo grupė įrodė, kad galima pagaminti šviesą skleidžiančius organinius tranzistorius, jei aktyviosios medžiagos yra elektroliuminescencinės, tačiau šie tranzistoriai veikia tik esant aukštai įtampai, todėl jie yra nepraktiški. Rinzleris mano, kad vertikali, nanovamzdelių elektrodų pagrindu sukurta architektūra galėtų labai pagerinti šių įrenginių efektyvumą.