مجلة اوسان

المزيد

إعداد فراس نور الحق

نشرت صحيفة التايمز البريطانية الشهيرة مقالا في عددها الصادر بتاريخ 6 فبراير 2009 تحت عنوان(Hills are alive with the sound of ants - talking to each other) (التلال حية بأصوات النمل وهو يتحدث مع بعضه البعض)..

المزيد

بقلم : كريج فريدن ريتش

Photo Courtesy: Samsung Electronics
Samsung’s prototype 40-inch OLED TV

تصور إن لديك تلفزيون عالي الوضوح بحجم 80 بوصة وبسمك اقل من ربع بوصة ويستهلك من الطاقة اقل بكثير من معظم أجهزة التلفزيون المتوفرة حاليا في الأسواق مع إمكانية طيه عند عدم استخدامه ؟! . ما رأيك إذا كان سقف سيارتك او بيتك شاشة تلفزيون؟. وماذا تقول اذا كان جزء من ملابسك شاشة كمبيوتر أو تلفزيون ؟ . هذه التصورات ستصبح في المستقبل القريب حقيقة واقعية وذلك بفضل تقنية الثنائيات العضوية الباعثة للضوء أولد ( OLED ).

أولد ( OLED ) عبارة عن عناصر الكترونية من الجزيئات العضوية على شكل رقائق فلمية ولها القدرة على إصدار الضوء إذا ما سلط عليها جهد كهربي. ولأولد ( OLED ) تستطيع ان تعطينا شاشات عرض من العناصر الالكترونية اشد لمعان وأعلى تباين واقل استهلاك للطاقة من نظيراتها المألوفة حاليا الباعثة للضوء مثل LEDs وشاشات العرض الكريستالية السائلة LCDs .

هنا في هذه المقالة سنتعرف على تقنية أولد ( OLED ) كيف تعمل ؟ وأنواعها المتوقعة ؟ ومقارنتها مع التقنيات الأخرى . ومشاكلها وكيفية التغلب عليها ؟

مكونات أولد ( OLED ) :

كما هو الحال بالنسبة للشاشات المصنوعة من الثنائيات الباعثة للضوء LED ال أولد ( OLED ) عبارة عن عناصر الكترونية نصف موصلة تبلغ سماكتها ما بين 100 – 500 نانوميتر, او بعبارة أخرى اصغر من شعرة الإنسان 200 مرة. أولد ( OLED ) تتكون من طبقتين او ثلاث طبقات من المواد العضوية. في التصاميم الأحدث تساعد الطبقة الثالثة على نقل الالكترونات من الطبقة الباعثة للضوء emissive لكننا في هذه المقالة سنركز على التصميم ذو الطبقتين.

تتكون أولد ( OLED ) من الأجزاء التالية :

· الطبقة الأساسية ( زجاج , بلاستيك شفاف او رقاقة معدنية ) وهي التي يثبت عليها ال أولد ( OLED ).

· المصعد ANODE – يعمل المصعد على انتزاع الالكترونات (فتصبح فجوات الكترون HOLES ) عند يمر فيها التيار.

· الطبقات العضوية – تصنع هذه الطبقات من الجزيئات العضوية أو البوليميرات .

· الطبقة الموصلة – تصنع هذه الطبقة من جزيئات بلاستيكية عضوية وتقوم بنقل الفجوات من المصعد. البولينيلين احد البوليميرات المستخدمة كطبقة موصلة في ال أولد ( OLED ).

· الطبقة الباعثة EMISSIVE – هذه الطبقة مصنوعة من جزيئات البلاستيك العضوي ( على العكس من الطبقة الموصلة ) هذه الطبقة تقوم بنقل الالكترونات من المهبط CATHODE ومنها ينبعث الضوء . من أمثلة البوليميرات المستخدمة في هذه الطبقة البولي فلورين.

· المهبط CATHODE – ( قد يكون شفاف او معتم يعتمد ذلك على نوع الاولد) والمهبط يقوم ببعث الالكترونات عند سريان التيار في العنصر.

تصنيع ال أولد ( OLED )

معظم الشركات المصنعة لل أولد ( OLED ) تقوم بتركيب الطبقات العضوية على الطبقة الأساسية بثلاث طرق:-

· الترسيب الفراغي او التبخير الحراري في الفراغ ( VTE ) – توضع الجزيئات العضوية في غرفة مفرغة وتسخن بلطف ( تبخر ) ثم تترك حتى تتكثف على شكل رقائق فلميه على الطبقة الرئيسية المبردة . هذه الطريقة مكلفة وغير كفوئة.

· طور الترسيب للبخار العضوي ( OVPD )- يمرر الغاز الحامل لبخار الجزيئات العضوية على الطبقة الرئيسية المبردة في حجرة تفاعل ساخنة وتحت ضغط منخفض. تتكثف الجزيئات العضوية على الطبقة الرئيسية على شكل رقائق. ان استخدام الغاز الحامل يرفع من كفاءة تصنيع ال أولد ( OLED ) ويقلل من تكاليفها.

· طريقة الطباعة بنفاث الحبر INKJET – باستخدام تقنية نفاث الحبر يتم بخ جزيئات ال أولد ( OLED ) على الطبقة الرئيسية كالحبر تماما عندما يبخ على الورق أثناء الطباعة . هذه التقنية قللت إلى حد كبير تكاليف تصنيع ال أولد ( OLED ) وأتاحت طباعتها على أفلام كبيرة جدا لتصنيع شاشات عرض كبيرة ( تلفزيونات بحجم 80 بوصة ولوحات إعلانية ).

كيف يبعث ال أولد ( OLED ) الضوء

ال أولد ( OLED ) يبعث الضوء بنفس الطريقة التي يبعث بها الثنائي الباعث للضوء LED ضوءه من خلال عملية تسمى الكتروفوسفورشنس Eectrophosphorscence .

عملية بعث الضوء تتم كما يلي:-

1. البطارية أو مصدر التغذية تزود الجهاز الذي يحتوي على ال أولد ( OLED ) ومن ثم يسلط الجهد الكهربي على ال أولد ( OLED ).

2. يسري تيار كهربائي من المهبط إلى المصعد خلال الطبقات العضوية ( التيار الكهربائي عبارة عن سريان الالكترونات ).

a. يزود المهبط الالكترونات للطبقة الباعثة من الجزيئات العضوية .

b. ينتزع المصعد الالكترونات من الطبقة الموصلة من الجزيئات العضوية ( وهذه تكافئ انتقال الفراغات HOLES في الطبقة الموصلة ).

3. في السطح الفاصل بين الطبقة الباعثة وبين الطبقة الموصلة تلتقي الالكترونات بالفراغات.

a. عندما يحتل الإلكترون الفراغ ( ينزل في مستوى للطاقة في الذرة التي فقدت الكترون).

b. في هذه الحالة يطلق الإلكترون طاقة على شكل فوتون ضوئي.

4. يطلق ال أولد ( OLED ) الضوء.

5. يعتمد لون الضوء على نوع الجزئ العضوي في طبقة البعث. قامت الشركات بوضع عدة أنواع من الأفلام العضوية في نفس ال أولد ( OLED ) لإنتاج شاشات ملونة .

6. تعتمد شدة الإضاءة على كمية التيار الكهربائي. فكلما زاد التيار زادت شدة الضوء.

جزيئات أولد ( OLED ) صغيرة مقابل بوليمير أولد ( OLED )

الجزيئات التي استخدمها علماء كوداك في عام 1978 في أول إنتاج لل اولدات ( OLED’s ) كانت عبارة عن جزيئات عضوية صغيرة ومع إنها صغيره إلا انها تطلق ضوء لامع. قام العلماء بترسيبها على طبقة الأساس في الفراغ في عملية تصنيع مكلفة أطلق عليها الترسيب الفراغي ( كما رأينا في القسم السابق ).

منذ عام 1990 قام الباحثون باستخدام جزيئات بوليميرات واسعة لبعث الضوء.في المستقبل ممكن تصنيع البوليميرات بتكاليف زهيدة وعلى شكل أوراق كبيرة , لذلك فهي الأنسب لصنع شاشات ضخمة.

أنواع ال أولد ( OLED )

يوجد العديد من أنواع ال أولد ( OLED ):

· أولد ( OLED ) المصفوفة الخاملة .

· أولد ( OLED ) المصفوفة النشطة.

· ال أولد ( OLED ) الشفاف.

· ال أولد ( OLED ) الباعث للضوء إلى أعلى Top-emitting .

· ال أولد ( OLED ) القابل للطي.

· ال أولد ( OLED ) الأبيض.

كل نوع من الأنواع السابقة له استخداماته المختلفة. سنناقش في القسم التالي كل نوع من تلك الأنواع .

أولد المصفوفة الخاملة ( PMOLED )

يوجد في هذا النوع أشرطة مهبط وطبقات عضوية وأشرطة مصعد. ترتب أشرطة المصعد بشكل متعامد مع أشرطة المهبط وكل نقطة تقاطع بين هذه الأشرطة تمثل وحدة بيكسل Pixel تعمل على أطلاق الضوء. وتوجد دائرة الكترونية خارجية تزود الأشرطة المحددة من المصاعد والمهابط بالتغذية اللازمة للبكسلات التي يجب إن تضاء والبكسلات التي يجب ان تبقى مطفأة . ونكرر القول إن شدة إضاءة البكسل يتناسب طرديا مع شدة التيار.

تصنيع أولد المصفوفة الخاملة ( PMOLED ) سهل لكنها تستهلك الكثير من الطاقة مقارنة بالأنواع الأخرى من ال أولدات ( OLED’s ) وهذا ناشئ أساسا من حجم الطاقة التي تستهلكها الدائرة الخارجية. هذا النوع أكثر كفاءة للنصوص والإيقونات وأنسب للشاشات الصغيرة ( 2- 3 بوصة) كتلك التي نجدها في التلفونات الخلوية والأجهزة الكفية والامبي ثري. ان استهلاك هذا النوع للطاقة قليل إذا ما قورن بالأجهزة التي تستخدم شاشات ال ال سي دي LCD’s .

أولد المصفوفة النشطة ( AMOLED )

هذا النوع محشو بطبقات المهبط والرقائق العضوية والمصعد , إضافة إلى ان طبقة المصعد مغطاة برقاقة من الترانسيستورات TFT المنتظمة في مصفوفات تلك الترانسستورات تقوم بنفس العمل الذي تقوم به الدائرة الخارجية في النوع السابق فهي تحدد إي البكسلات التي يجب ان تضئ لا عطاء الصورة

هذا النوع اقل استهلاكا للطاقة من النوع السابق ( نوع المصفوفة الخاملة ) والسبب ان مصفوفة الترانسستورات TFT اقل استهلاكا للطاقة من الدائرة الخارجية في النوع السابق. لذلك فهي انسب لصنع شاشات كبيرة . يتميز هذا النوع بمعدل إنعاش أعلى لهذا فهو مناسب للفيديو.

إن أفضل استخدام لهذا النوع أيضا هو استخدامها كشاشات كمبيوتر وتلفزيونات كبيرة وشارات مرور الكترونية ولوحات إعلانية.

ال أولد ( OLED ) الشفاف

كل المكونات لهذا النوع شفافة (الطبقة الرئيسية والمصعد والمهبط ) وتصل الشفافية في حالة الإطفاء إلى حوالي 85% من شفافية الطبقة الرئيسية وعندما تضاء هذه الشاشة فان ضوءها ينفذ من الجهتين . شاشة ال أولد (

المزيد

ما ھي الرمال المتحركة ؟

الحلقات الخمسة، والتي اعتمدت منذ الألعاب الأولمبیة

الأولى في العصر الحدیث عام 1896 ، تمثل كل واحدة

منھن قارة؛ فالحمراء تمثل الأمریكیتین، الزرقاء

تمثل أوقیانوسیا، السوداء تمثل افریقیا، الخضراء

تمثل أوروبا و الصفراء تمثل آسیا.

Pierre de مصمم ھذا الشعار ھو البارون الفرنسي

الذي رغب بتأكید روح الأخوة بین

المزيد

البروفیسور ستیفن ھوكنغ من أعظم علماء الفیزیاء في عصرنا… وعندما یقوم ھذا العالم الفذ بالحدیث إلى الناس، یجب على الجمیع الإصغاء لھ… فكل فكرة یقدمھا لنا ھي فكرة علینا البحث فیھا ودراستھا بشكل معمق… وھو الآن ینظر إلى النجوم لإنقاذ الجنس البشري..

في لقاء مع إحدى المحطات التلفزیونیة في شھر أكتوبر من ھذا العام، قال ھوكنغ إنھ إذا تمكن الإنسان من الحیاة خلال المئتي سنة أعتقد أن المستقبل طویل الأمد للبشر » … القادمة، وإذا تمكن من العیش في الفصاء، فسوف یكون ھناك أمل في بقائھ واستمراره ھو في الفضاء… سوف یكون أمر في غایة الصعوبة أن یتمكن الإنسان من البقاء خلال السنوات المئة القادمة، ناھیك الحدیث عن الألف أو الملیون سنة القادمة… لا یتوجب أن یضع الجنس البشري جمیع البیض في سلة واحدة أو في كوكب واحد… فلنأمل .« أن لا نقوم بإیقاع السلة قبل توزیع

المزيد

كيف تعمل شاشات البلازما?

بقلم : توم هاريس

خلال ال 75 سنة الماضية كانت معظم التلفزيونات مبنية على نفس التقنية وهي انبوب اشعة الكاثود CRT  او كما يطلق عليها احيانا انبوب الاشعة المهبطية . في انبوب الاشعة المهبطية  يقوم المدفع باطلاق شعاع من الالكترونات ( وهي جسيمات تحمل شحنة سالبة ) داخل انبوب زجاجي كبير . عندما تصطدم الالكترونات بذرات الفسفور تطق الاخيرة الضوء  . والطرف العريض من الانبوب مطلي بالفوسفور ويسمى الشاشة . وتتولد الصورة باضاءة نقاط مختلفة مطلية بانواع مختلفة من الفوسفور تشع اضواء ملونة وبدرجات متباينة من الضوء .

ان ال سيارتي تولد صور واضحة ونابضة بالحياة لكن لها عيوب عديدة منها انها كبيرة الحجم . ولكي تزيد عرض هذا النوع من الشاشات يجب كذلك ريادة طول الانبوب ( حتى يتمكن المدفع الالكتروني من مسح كل اجزاء الشاشة ) وبالتالي اي تلفزيون مبني على اساس انبوب الاشعة المهبطية  CRT  وله شاشة كبيرة قد يصل وزنة الى الطن كما يشغل حيز كبير من الغرفة .

وحاليا ظهر بديل جديد على ارفف المستودعات التجارية , لوحة العرض المسطحة – البلازما- هذه التلفزيونات شاشات عريضة مقارنة بنظيراتها من تلفزيونات الاشعة المهبطية في حين سماكتها حوالي 6 بوصات ( 15 سم ).

هنا في هذه المقالة  سنرى الى اي مدى من المميزات قدمتها شاشات البلازما الى جانب صغر الحيز الذي تشغلة .

اسس شاشة العرض :

اذا كان قد قرأت شيئا عن عمل التلفزيون عندئذا تكون لديك فكرة عن شاشة العرض.  وفقا لمعلومات اشارة الصورة يضيء التلفزيون آلاف من حبيبات الفسفور الدقيقة ( بيكسلات) بواسطة شعاع من الالكترونات عالية الطاقة . في معظم انظمة التلفزيون توجد ثلاثة انواع من حبيبات الفسفور الملونة – حمراء, وخضراء وزرقاء- موزعة على الشاشة بالتعاقب . بدمج هذه الالوان بنسب متفاوتة نستطيع توليد كل الوان الطيف.

ان الفكرة الساسية لشاشة البلازما هي اضاءة انابيب فلوريسنت ملونة ودقيقة لتشكيل الصورة كل حبيبة ( Pixel) مصنوعة من ثلاثة انابيب فلوريسنت ضوئية – الاحمر والاخضر والازرق – مثلها في ذلك مثل الشاشات المهبطية . تقوم شاشات البلازما بتغيير كثافة الاضواء المنبعثة لتوليد كل التدرجات اللونية .

ماذا تعني بلازما؟

ان العنصر المهم في انابيب الفلوريسنت الضوئية هي البلازما , وهوعبارة عن غاز مكون من ايونات حرة الحركة ( الايون – عبارة عن ذرة تحمل شحنة كهربية ) و الكترونات ( وهي جسيمات تحمل شحنة سالبة ). ففي الظروف العادية يتكون الغاز من الجزيئات التي لا تحمل شحنة . وهذا يعني ان ذرات الغاز المفردة تحتوي على عدد متساوي من البروتونات ( وهي جسيمات في نواة الذرة وتحمل شحنات موجبة ) والكترونات . الالكترونات السالبة الشحنة تتعادل تماما مع البروتونات الموجبة الشحنة , لذا تكون الذرة متعادلة الشحنة . فاذا ما تم اقحام عدد من الالكترونات في الغاز من خلال تطبيق جهد كهربائي عليه , فان الوضع سيتغير بسرعة. فعندما تصطدم الكترونات حرة بالذرات تتسبب في تحرير مزيد من الالكترونات . وبفقدان الذرة الكترون تفقد توازنها وتصبح موجبة الشحنة , اي تصير ايون.

 في البلازما مع سريان تيار كهربائي خلالها تندفع الالكترونات السا

المزيد

السمكة الأنبوبية

السمكة الأنبوبية نوعٌ من الأسماك اشتُقَّ اسمها من خرطومها الطويل الذي يُشبه الأنبوبة أو المزمار. وتُسمى أيضًا سمكة مارد البحر. وتشكل الأسماك الأنبوبية طائفةً من السمك تعيش في البحار المعتدلة والدافئة. ولكثيرٍ منها جسم طويل نحيلٌ كما في الحيَّة، ويُغطَّى الجسم بقشورٍ عظمية وينتهي الخرطوم الطويل بفمٍ صغيرٍ ضيقٍ بلا أسنان. وعادة ما يكون الجسم بلونٍ أخضر، أو بُني لتختلط

المزيد