BASF mavi ışığı evcilleştiriyor

Işık saçan organik diyotun (OLED) beyaz ışığı, sadece kırmızı, yeşil ve mavinin doğru bir şekilde karıştırılmasıyla elde edilebilir. Ancak imalatçılar, bugüne kadar oldukça verimsiz bir mavi boyayla yetinmek zorundaydı. Şu anda piyasada mevcut olan floresan yayıcılar, enerjinin dörtte birinden fazlasını bile ışığa dönüştüremiyor ve geri kalanı sadece ısıya çevriliyor. BASF’nin organik elektronikler alanındaki araştırmalarından sorumlu Dr. Karl Hahn, “Oysa bizim istediğimiz portatif ısıtıcılar değil, lambalar” diyor. Bu yüzden BASF kimyagerleri, birkaç yıl önce mavi sorununa bir çözüm aramaya başladı. Sonunda mavi renkte parlayan ve enerjinin neredeyse tamamını ışığa dönüştürebilen molekülleri keşfettiler. Bu moleküller aslında OLED’lerde kullanılan bir hayli verimli fosforesan yayıcılara aitti. Ancak ortada bir sorun vardı: Bunlar sadece birkaç dakikalığına canlı kalabiliyordu. Her ne kadar şu anda oldukça verimli OLED’lerin uzun-ömürlü kırmızı ve yeşil varyantları bulunabiliyorsa da halen palette maviye tam olarak denk gelen bir şey yok. Bunun nedeni ise mavi rengin çok vahşi olması. Hahn, “Bu renk çok kısa dalgalı ve dolayısıyla aşırı yüksek enerji yüklü. Bu yüzden mavi ışık başka hiçbir ışığın yapamayacağı şekilde moleküler bağları parçalayabiliyor” diyor. BASF araştırmacılarının önünde duran meydan okuma ise bu kadar güçlü bir enerjiye karşı uzun süre dayanabilecek moleküller bulmakla ilgili. Bir OLED’in ampuller, cep telefonu ekranları ve TV setleri gibi uygulamalarda kullanılabilmesi için uzun ömürlü olması şart. Ancak doğru boyayı bulmakla da iş bitmiyor. Mavi OLED sandviç içindeki diğer malzemelerin de OLED’lerin uzun bir dönem boyunca ışıl ışıl parlamasını sağlayacak kadar dayanıklı olması gerekiyor. Bu yüzden BASF, mavi diyotlar için malzemeler sisteminin tamamı üzerinde çalışıyor ve bu aktif bileşenlerin dünya genelinde bir numaralı tedarikçisi olmayı hedefliyor. BASF, bu moleküllerin başlangıçta sadece birkaç dakika olan ömrünü daha şimdiden birkaç bin saate çıkarmayı başarmış durumda. Hahn, “Ancak ampul üreticileri birkaç 10 bin saat istiyor” diyor. BASF araştırmacıları da bu şirketin kimya laboratuvarlarında harıl harıl bu hedefi tutturmaya çalışıyor. Laboratuvarlarda çalışan asistanlar, küçük cam tabakaları kendilerini parlatacak moleküller ve malzemelerle kaplamak için her gün çeşitli buharlı baskı teknikleri deniyor. Bu şekilde bugüne kadar sayısız diyot üretildi. Japonya kökenli olan Dr. Ing. Soichi Watanabe, “Biz burada sürekli olarak yeni kombinasyonları test ediyoruz” diyor. Watanabe, tepeden tırnağa koruyucu elbise giyiyor. Bu durumu ise “Diyot üzerindeki bu zar gibi incecik katmanların hiçbir şekilde toz parçacıklarıyla kirlenmemesi gerekiyor” şeklinde açıklıyor. Tek bir toz zerresi bile bu minnacık moleküler katmanlar üzerinde bir dağ etkisi yaratabilir ve ampulleri mahvedebilir. Bu organik moleküller için buhar ve oksijen de çok zararlıdır. Çabucak bozulup zehirli hale gelebilirler. Watanabe, “Bunlar tıpkı sushi yemeği gibidir. Sushi’yi birkaç gün beklettikten sonra değil hemen taze olarak yemeği tercih ederim” diyor. Bu nedenle laboratuvar asistanlarının her bir cam tabakayı tüm moleküller yerlerine yerleştirildikten hemen sonra başka bir cam tabakayla anında mühürlemesi gerekiyor. Bitmiş diyotlar sonra iki ayrı odada test ediliyor. Birincisinde, ışık yoğunluğu ve diğer parametrelerle ilgili sınamalar yapılıyor. Küçük bir plak kayıt stüdyosuna benzeyen ikincisinde ise dayanıklılık testine tabi tutuluyorlar. Elektrik kutularına ve bilgisayarlara çok sayıda şalter bağlanıyor. Siyah kutuların üzerinde 360 diyot, günler boyunca parlamaya bırakılıyor. Ekranlardaki rakam serileri ise hangi ampullerin çalışmaya devam etmeye değdiğini gösteriyor. Watanabe ve meslektaşları sürekli olarak bu verileri değerlendiriyor. BASF, bu mavi boya ve onunla ilgili sistem bileşenlerinin yığınsal aydınlatma pazarına yetişmesini ümit ediyor. BASF mavisi, ekran endüstrisinde gerekli renk koyuluğuna ulaşmak zorunda. Araştırmacılar, her santimetre için çok sıkı çalışmaları gerektiğinin farkında. Hahn, “Biz şu anda çığır açıcı bir yenilik üzerinde çalışıyoruz ve bu bizim her gün ekibimizin keşfetme ruhunu yeniden ateşliyor” diyor.