OLED TV’lerin ısı transferinin iyileştirilmesi üzerine deneysel ve nümerik çalışmalar

Yıl 2019, Cilt: 34 Sayı: 4, 2017 - 2032, 25.06.2019

Metin Nil Yavuz Öztürk , Mehmet Bahattin Akgül Gözde Sarı

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460533

Öz

Bu çalışmada organik ışık yayan diyot (OLED) televizyonların ısıl davranışları deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Organik ışık yayan diyotlar sıcaklığa karşı oldukça duyarlıdır. Bu nedenle diyotlardan yayılan ısının ortamdan hızlı bir şekilde uzaklaştırılması gerekmektedir. Çalışma iki kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda ısı transferi için sıcaklık dağılımlarını iyileştirme mekanizması olarak ekran ve metal kasa arasında etkin bir ısı yayıcı kullanımı önerilmiştir. Isı yayıcı olarak pirolitik grafit plaka ve tavlanmış pirolitik grafit plaka kullanılmıştır. Grafit plakaların düzlemsel ısı iletim katsayıları normal doğrultudakine kıyasla oldukça yüksektir. Önerilen bu mekanizmalarının etkinliği simülasyon ile gösterilmiştir. Örnek model olarak 15” boyutlarında OLED TV seçilmiş ve hem deneysel hem de nümerik olarak termal analizleri yapılmıştır. OLED'e ait sıcaklık dağılımları sonlu hacimler metodunu kullanan ticari bir kod olan ANSYS ICEPAK programı yardımı ile elde edilmiştir. Simülasyon ve deney sonuçları birbirine çok yakın elde edilmiştir. Farklı kalınlıkta pirolitik ve tavlanmış pirolitik grafit plaka kullanılarak OLED TV’lerin ısıl yönetime katkıları deneysel ve nümerik olarak sunulmuştur. İkinci kısımda çift etkili piezo fan tasarımı önerilmiştir. Piezo fanın tasarım parametreleri belirlenmiş ve bu parametreler için nümerik analizler Comsol Multifizik programı ile yapılmıştır. Nümerik analizlerle belirlenen tasarım boyutları için deneysel ölçümler yapılmıştır. Çift etkili piezo kullanımının mevcut sentetik jetlere göre daha etkin soğutma gerçekleştirdiği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

OLED TV pasif soğutma, OLED TV aktif soğutma, sentetik jet, nümerik analiz, deneysel analiz

Kaynakça

• KAYNAKLAR (REFERENCES)
• . P. Schwamb, T.C.G. Reusch, J. Brabec, Passive cooling of large-area organic light-emitting diodes. Organic Electronics, 14(8), pp. 1939–1945, 2013.
• . L. Pohl, E. Kollár, Zs. Kohári and A. Poppe, Electro-thermal investigation of OLEDs, THERMINIC 2008, 24-26 September 2008, Rome, Italy.
• . T. Icoz, M. Arik, Light weight high performance thermal management with advanced heat sinks and extended surfaces, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 33(1), March 2010.
• . S. Chung, J.H. Lee, J. Jeong, J.J. Kim, Y. Hong, substrate thermal conductivity effect on heat dissipation and lifetime improvement of organic light-emitting diodes, Applied Physics Letters 94, 253302, 2009.
• . M. Slawinski, D. Bertram, M. Heuken, H. Kalisch, A. Vescan, Electrothermal Characterization of Large-Area Organic Light-Emitting Diodes Employing Finite-Element Simulation, Organic Electronics 1399–1405, 12 (2011).
• . G. Chen, J. Capp, G. Getz, D. Flaherty, J. Norley, Optimum design of heat sinks using non-ısotropıc graphıte composıtes, Proceedings of Ht2003, Asme Summer Heat Transfer Conference, July 21-23, 2003, Las Vegas, Nevada, USA.
• . F. Yen, L. Hung, N. Kao, D. S. Jiang, Package with high thermal conductivity of graphite attached onto die surface to solve hot spot issue, 2016 IEEE 18th Electronics Packaging Technology Conference (EPTC).
• . J. Norley, A. Reynolds, G. Shives, M. Smalc, The development of natural graphite-based heat spreaders for reducing temperature and increasing temperature uniformity in flat panel displays, SID 05 DIGEST, 562-565, 2005.
• . A.Gholami and M.Bahrami, Spreading resistance in anisotropic rectangular plates with multiple heat sources and sinks, 10th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics 14–16 July 2014, Orlando, Florida.
• . M. Singh, R. Asthana, A. L. Gyekenyesi, C. E. Smith, Bonding and integration of titanium to graphitic foams for thermal management applications, International Journal of Applied Ceramic Technology, 1-9, 2012.
• . T.T. Chandratilleke, D. Jagannatha, R. Narayanaswamy, Heat transfer enhancement in microchannels with cross-flow synthetic jets, International Journal of Thermal Sciences, (49) 504–513, 2010.
• . M. Arık, An investigation into feasibility of impingement heat transfer and acoustic abatement of meso scale synthetic jets, Applied Thermal Engineering (27) 1483–1494, 2007.
• . M. Chaudhari, B. Puranik, A. Agrawal, Heat transfer characteristics of synthetic jet impingement cooling, International Journal of Heat and Mass Transfer 53, 1057–1069, 2010.
• . A.S. Yang, Design analysis of a piezoelectrically driven synthetic jet actuator, Smart Materials and Structures, 18 125004 (12pp), 2009.
• . M. Nil, B. Kirişken, M.B. Akgül, G. Sarı, Double-acting synthetic jet module for cooling of electronic devices, European Patent Office, EP3079034 (A1) ― 2016-10-12.