أحبار متطورة تُحسّن شاشات الجيل التالي

مع انتشار الاختصارات بشكلٍ أكبر، نرى أن مصطلح OLED يتكرر بشكلٍ أكبر إلى حد ما، حتى لو لم نكن نعرف تمامًا ما يرمز إليه. فشاشات الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوية موجودة في كل مكان تقريبًا. على سبيل المثال، لا شك في أن هاتفك مزوّد بشاشة OLED وهذا لأنه يجب أن يكون رفيعًا وخفيف الوزن ويوفر جودة صور ممتازة. ولكنها تنطوي على قيود مثل أي تكنولوجيا. وبالرغم من وجود قيود، فهناك أشخاص أذكياء يسعون إلى التغلب عليها.

ويتمثل التحدي الأكبر بالنسبة إلى شاشات OLED في انعدام السطوع. فعلى سبيل المثال، عندما تقارنها بشاشات LED، يكون الفرق في السطوع واضحًا. وعند القياس، يصل مستوى OLED عادةً إلى 1000 نيت تقريبًا (تشكل نيت وحدة قياس الإضاءة)، لكن يمكن أن يصل مستوى LED إلى قيمة أعلى بثمانية أضعاف. ولكن ما ينقص الشاشة في السطوع تعوضه في درجات اللون الأسود المثالية التي تساعد في إنشاء تباين بدرجة كافية للتعويض. لذا، إنها بشكلٍ عام تكنولوجيا رائعة تنال إعجاب الجميع. غالبًا.

لأن السطوع مهم. ويؤثر في الرؤية. ودقة الألوان. تبدو الألوان زاهية وأكثر إشراقًا عندما تتميز الشاشة بسطوع أكبر. وتنبض الصور بالحياة وتبدو أكثر واقعية ويتم الحفاظ على التفاصيل، حتى في ظروف الضوء والظلام الصعبة. باختصار، تجعل هذه التكنولوجيا ما تنظر إليه أكثر وضوحًا. وهذا أمر ضروري إذا كنت تعمل في مجال إنشاء الصور في المقام الأول وتستخدم شاشة OLED لالتقاط الصور أو تصوير الأفلام. ولذا، فمن المنطقي أن يكون لدى Canon ما هو أكثر من مجرد اهتمام عابر. في الواقع، نحن في المجال منذ بعض الوقت، مع شركة Canon Tokki Corporation المتخصصة في معدات تصنيع OLED.

ونُعد بالتأكيد أيضًا من رواد العالم في مجال البحث والتطوير، ولقد كنا ضمن المراتب الخمس الأولى في التصنيفات لبراءات الاختراع الأمريكية لمدة 37 عامًا، مع استثمار ما يصل إلى 8% من عائدات مبيعاتنا في البحث والتطوير سنويًا. باختصار، نستطيع أن نقول إن ابتكار تكنولوجيا رائعة وتحسينها هو عملنا. عندما تجمع الاثنين معًا، لن يكون مفاجئًا على الإطلاق معرفة أن Canon مسؤولة عن التطور الهائل الذي شهدته تكنولوجيا OLED مؤخرًا. ولكن لنفهم السبب وراء عدم اعتبار OLED تقنية مثالية والطريقة التي تم تحسينها من خلالها وفي المقابل الطريقة التي اتبعناها لتصبح أفضل، من المفيد شرح الطريقة التي تعمل بها هذه التكنولوجيا في المقام الأول وكيف يختلف الجيل التالي، QD-OLED، عنها.

OLED في مقابل QD-OLED

لذا، من الأفضل التفكير فيها كطبقات رفيعة، واحدة فوق الأخرى. تستخدم تكنولوجيا OLED التقليدية طبقة من وحدات البكسل الزرقاء المغلفة بالفوسفور الأصفر لإنشاء الضوء الأبيض. تمت إضافة مرشح ألوان فوق كل هذا، ويعمل على إنشاء مجموعة ألوان الأحمر والأزرق والأخضر (RGB) التي نعرفها جميعًا، وعند دمجها يتم إنتاج كل الألوان التي قد نحتاج إليها. ومع ذلك، فإن هذا المرشح هو السبب وراء عدم سطوع OLED بالقدر الذي نريده، وهو الذي يجعل الشركات المُصنّعة تعوض ذلك عن طريق إضافة بكسل أبيض إلى طبقة مجموعة ألوان الأحمر والأزرق والأخضر لزيادة سطوع الأهداف قليلاً.

ومع ذلك، هذا ليس الحل المثالي، لذا تم تطوير إصدار من OLED يُسمى QD-OLED. وفي هذا الإصدار توجد وحدات البكسل الزرقاء، لكن تمت إزالة الفوسفور الأصفر. وبدلاً من ذلك، هناك "شبكة" من البلورات النانوية الشبه الموصلة المطبوعة (أو "نقاط الكم"، ومن هنا أتى الاختصار "QD") تغطي طبقة وحدات البكسل الزرقاء. لا تتعدى هذه المقاييس بضعة نانومترات في القطر ويمكن أن تبعث ضوءًا بدرجة سطوع عالية ونقاء ألوان عالٍ. عندما يصل الضوء الأزرق إلى نقاط الكم، يتحول لونها إلى الأحمر والأخضر، ونحصل على شاشة مجموعة ألوان الأحمر والأزرق والأخضر الخاصة بنا من دون مرشح ألوان.

هل قال أحدهم "طباعة"؟

بالتأكيد! لا مفر من عالم الطباعة، حتى في تكنولوجيا شاشات العرض المعقدة. من الواضح أن هذه الجسيمات النانوية المطبوعة تمثل نقطة التحول هنا، وقد تم تصنيعها في البداية من مادة سيلينيد الكادميوم، مع طلاء حولها، مثل قطع حلوى M&M. يُعد هذا الطلاء مهمًا لأنه يجعل النقاط أكثر استقرارًا كما أن الكادميوم عنصر سام، لذا فإنه يمنع أيضًا الهروب من النقاط. من الواضح أن هذا لم يكن حلاً مثاليًا أو مستدامًا، لذا فإن نقاط الكم المصنوعة من الإنديوم سرعان ما تفوقت على الكادميوم. ولكن هناك أيضًا بعض المشكلات الكبرى التي نواجهها مع الإنديوم؛ فهو عنصر نادر، وأي شيء نادر يكون مكلفًا جدًا بطبيعة الحال. وللتغلب على ذلك، طورت شركة Canon Inc.‎ حبرًا من نقاط الكم مع بنية من البيروفسكيت ليصبح بديلاً عمليًا.

ولكن ما المقصود ببنية من البيروفسكيت؟

إنه نوع من الكريستال يسمى على اسم البيروفسكيت المعدني بسبب التشابه في البنية، وهو في الواقع رائع للغاية لأن المصطلح الكلي يصف مجموعة من المواد التي تتميز ببنية من الأشكال المتوازية المستطيلات والأشكال المعينة. فهي متعددة المزايا للغاية أيضًا لأنها تتمتع بمجموعة كبيرة من خصائص QD-OLED، مثل الظاهرة الفلورية والتوصيل الفائق والكهرباء الحديدية. وهي معروفة على نحو أفضل باستخدامها في الخلايا الشمسية، ونكرر لأنها أيضًا ذات تكلفة منخفضة. ولكن حتى الآن كانت المتانة مشكلة تتعلق بنقاط الكم من البيروفسكيت، ولهذا السبب كانت تستند إلى حد كبير إلى الإنديوم.

نعني "بالمتانة" طول عمر النقطة وقوتها. بمعنى آخر، قدرتها على الحفاظ على شكلها ومقاومة التغيرات في الحرارة أو الضوء أو رطوبة الهواء، على سبيل المثال، وكذلك قدرتها على تحمل ضغوط عمليات التصنيع. نظرًا إلى خبرتنا الواسعة في تطوير الحبر ومسحوق الحبر (والتكنولوجيات الخاصة) للطابعات، من المنطقي أن نتمكن من حل مشكلة المتانة العملية الصعبة. لكن كيف يمكن تحقيق ذلك؟ لقد طوّرنا طريقة فريدة لتكوين غلاف واقٍ مناسب على نقاط الكم من البيروفسكيت.

تحقيق عالم فائق الدقة

بصفتنا شركة تجارية، فقد اعتدنا على أن نحتل المراتب الأولى دائمًا، ولكن من المؤكد أنه يمكن مسامحتنا لتحمسنا الكبير بشأن هذا الإنجاز لأن أحبار نقاط الكم تتضمن الكثير من الإمكانات؟ أولاً، من دون الاعتماد على مادة نادرة مثل الإنديوم، تنخفض التكلفة بشكل كبير وتختفي أيضًا أي مسائل تتعلق بالإمداد. وهذا بدوره لابد من أن يؤثر تأثيرًا ماديًا بالتأكيد في التكنولوجيات عبر الصناعات. وأخيرًا؟ الجودة. وهذا من شأنه أن يوفر عالمًا من شاشات نقاط الكم بدقة 8K من الجيل التالي، وهو أمر لم يتحقق بعد. هل تتخيّل الدقة الفائقة؟ يا له من شعور رائع. ورغم أن هذه التكنولوجيا لن تكون قيد الإنتاج الضخم على الفور (تشير تقديرات Canon Inc.‎ إلى منتصف عشرينيات القرن العشرين)، فلا شك في أنها ستمثل نقطة تحول.

تعرف على المزيد حول أحبار نقاط الكم من البيروفسكيت على موقع Canon Global الإلكتروني.