Новые технологии мониторов (стр. 4 из 10)

1.5-дюймовый OLED-дисплей

Результатом кооперации между Philips Lighting, Philips Research и Novaled стало объявление о новом рекорде в эффективности супер-ярких белых органических светодиодов (white OLED). Новая технология твердотельных источников света, как ожидается, позволит людям создавать их собственный индивидуальный стиль освещения в помещениях, при низком потреблении энергии. «Это впечатляющий результат, который ясно показывает весь потенциал OLED-технологии для освещения» – говорит Клаас Вегтер (Klaas Vegter), главный технолог в Philips Lighting's Lamps. – Мы уверены, что органические светодиоды займут на рынке позицию второй твердотельной технологии, предназначенной для этих целей».

В отличие от обычных светодиодов, OLED-светодиоды имеют тонкий слой органического материала, излучающего свет при приложении напряжения. Также они являются источниками света с большой поверхностью (а потому – с низкой яркостью), генерирующими рассеянный свет любого цвета. Поэтому возможно создание структур, излучающих различные палитры или же однородный белый цвет.

Пока OLED применяется только для маленьких дисплеев – в мобильных телефонах, mp3-плеерах или PDA. Однако как только появятся эффективные органические светодиоды по разумной цене, они могут стать заменой ламп накаливания во множестве приложений. Гилда Сорин (Gilda Sorin), руководитель Novaled, говорит: «Эффективность является одним их самых важных параметров источников света. И наша запатентованная технология допирования является ключом к увеличению этой эффективности».

Возможно, OLED-дисплеи (OLED – органические светоизлучающие диоды), в том числе телевизоры с большими диагоналями, со временем вытеснят и плазменные панели, и ЖК-телевизоры, и даже ЖК-мониторы у компьютеров. Сегодня OLED по большей части встречается в потребительской электронике – от электробритв до MP3-плееров, а также в сотовых телефонах. В недалеком будущем такая ситуация должна измениться. Так, в прошлом году компания LG.Philips представила 21-дюймовый OLED-монитор с разрешением 2048x1536, а ещё ранее Samsung анонсировала 17-дюймовую панель с разрешением 1600x1200. Однако нельзя сказать, что эти дисплеи стали массовыми. OLED предстоит ещё несколько лет развития, прежде чем потребители получат готовые продукты с большой диагональю и с доступной ценой.

Подразделения Mitsubishi, связанные НИОКР в области технологий и химических процессов, заявили, что им удалось разработать органический светодиод, значительно более эффективный по сравнению с теми диодами, которые используются в существующих матрицах. Такого эффекта удалось достигнуть благодаря применению специальной синей фосфоресцирующей химической составляющей. Важно и то, что по утверждению инженеров Mitsubishi процесс производства с использованием новой технологии относительно недорог.

В отличие от ЖК-панелей, работающих «на просвет», дисплеи OLED не требуют ламп подсветки. Каждый элемент OLED-матрицы светится самостоятельно. Поэтому, по сравнению с ЖК-экранами дисплеи OLED экономичнее с точки зрения потребления энергии, и, кроме того, потенциально обеспечивают более контрастное и яркое изображение.

По результатам исследований Mitsubishi Chemical, их технология OLED может использоваться, в первую очередь, при производстве дисплеев с большой диагональю. Благодаря особому светящемуся составу, новые диоды значительно экономнее, и это очень важно как раз при создании дисплеев с высоким разрешением и большим количеством элементов, то есть – больших экранов.

Преимущества в сравнении c LCD-дисплеями

• меньшие габариты и вес;

• отсутствие необходимости в подсветке;

• отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любого угла;

• мгновенный отклик матрицы (время отклика в тысячи раз меньше) — изображение не «смазывается» и не имеет артефактов разгона матрицы;

• более качественная цветопередача (высокий контраст);

• более низкое энергопотребление при той же яркости;

• возможность создания гибких экранов.

Яркость. Максимальная яркость OLED - 100 000 кд/кв. м. (У ЖК-панелей максимум составляет 500 кд/кв. м, причем такая яркость в ЖК достигается только при определенных условиях). При освещении LCD-дисплея ярким лучом света появляются блики, а картинка на OLED-экране останется яркой и насыщенной при любом уровне освещенности (даже при прямом попадании солнечных лучей на дисплей).

Контрастность. Здесь OLED также лидер. Устройства, снабженные OLED-дисплеями, обладают контрастностью 1000000:1[1] (Контрастность LCD 1300:1, CRT 2000:1).

Углы обзора. Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым углом, причем без потери качества изображения.

Энергопотребление. Достаточно низкое энергопотребление – около 25Вт (у LCD - 25-40Вт). КПД OLED-дисплея близко к 100%[источник?], у LCD -90%. Энергопотребление же FOLED, PHOLED ещё ниже.

Потребность в преимуществах, демонстрируемых органическими дисплеями, с каждым годом растёт. Этот факт позволяет заключить, что в скором времени человечество увидит расцвет данной технологии.

Основные направления развития OLED-технологии

На сегодняшний день технология продолжает развиваться в двух основных направлениях: так называемые «маленькие молекулы» (SM-OLED) и «полимеры» (PLED).

Первая технология была разработана компанией Eastman-Kodak, и обычно в научно-технических материалах ее упоминают, как «small molecule» OLED (SM-OLED). На сегодняшний день, промышленное производство таких OLED-панелей обходится довольно дорого.

Вторая технология разработана Cambridge Display Technologies (CDT) и изначально называлась Light-Emitting Polymer (LEP). Однако устройства с использованием данной разработки больше известны под названием Polymer Light Emitting Diodes (PLED). Долгое время эта технология значительно отставала в развитии от SM-OLED как по качеству отображения информации, так и сроку жизни. Но отдельного внимания заслуживает способ производства этих панелей – он основан на принципах струйной печати. Да и в последние годы ситуация с техническими характеристиками изготовляемых подобным образом панелей меняется в лучшую сторону.

Недавно появился третий вариант OLED-технологии – гибрид первых двух. Суть проста – используются непроводящие полимеры, покрытые тонким слоем светоизлучающих проводящих молекул. Полимер в данном случае используется из-за его механических свойств, а слой из «маленьких молекул» имеет ту же самую долговечность, что и в SM-OLED варианте.

В основе работы OLED – принцип электролюминесценции. Говоря простыми словами, используется возможность некоторых органических соединений излучать свет под воздействием электрического тока. Каждая OLED-ячейка выполнена на основе нескольких тонких органических пленок, которые в свою очередь находятся между двумя тонкопленочными проводниками. При этом рабочее напряжение составляет примерно от 3 до 16 В.

Условно говоря, подложку можно представить в качестве поверхности, на которой расположено большое количество излучающих свет ячеек. Если вспомнить при этом об основных направлениях развития OLED-технологии, то сразу же становится ясным, что OLED обладает значительной гибкостью в формировании структуры дисплея.

Большая часть основных технических параметров зависит от органических материалов, которые используются при изготовлении дисплея по OLED-технологии. По крайней мере, цветопередача и интенсивность излучения напрямую зависят именно от этого.

Существует три основных достоинства OLED, о которых не забывает упомянуть ни одна из компаний, занимающихся продвижением этой технологии в массовое производство. Это быстрый отклик матрицы (около 10 мс), довольно широкий угол обзора и большой диапазон рабочих температур. Последний параметр оказывает заметное влияние на сферу возможного применения OLED-дисплеев, теоретически их можно устанавливать в неотапливаемых помещениях. Устройства, выполненные на основе OLED, хорошо справляются со своими функциями при температурах от –40 до +70°C.

3. LEP-технология

Иная альтернатива развития мониторов, не связанная с существующими наработками, - технология изготовления и использования дисплеев на основе так называемых светоизлучающих пластиков. Светоизлучающие пластики (Light Emission Plastics) - сложные полимеры с рядом интересных свойств. Вообще-то, использование пластических полимерных материалов в качестве полупроводников началось уже довольно давно, и встретить их можно в самых различных отраслях техники, в том числе и в бытовой электронике, включая персональные компьютеры. Однако некоторые представители этого семейства обладали и довольно необычным свойством - способностью эмитировать фотоны под воздействием электрического тока, то есть светиться. Поначалу КПД полимерных светильников был крайне низким, и соотношение излучаемого света к затраченному потоку электронов измерялось долями процента. Но в последнее время компания Cambridge Display Technology существенно продвинулась в разработке светоизлучающего пластика и повысила эффективность этих материалов в сотни раз. Сейчас с уверенностью можно сказать, что LEP сравнились по своей функциональности с привычными светодиодами. Поэтому на повестку дня стал вопрос об их практическом применении. LEP необычайно просты и дешевы в производстве.

LEP-технология

В принципе, LEP-дисплей представляет собой многослойный набор тончайших полимерных пленок. Даже по сравнению с экранами на жидких кристаллах пластиковые мониторы кажутся совсем тонкими - всего пары миллиметров вполне достаточно для воспроизводства на них качественного изображения. По многим же параметрам светоизлучающие пластики превосходят всех своих конкурентов. Они не подвержены инверсионным эффектам, что позволяет менять картинку на таком дисплее с очень высокой частотой. Для работы LEP расходуют электрический ток слабого напряжения, да и вообще отличаются низкой электроемкостью. Кроме того, то, что пластик сам излучает, а не использует отраженный или прямой поток от другого источника, позволяет забыть о тех проблемах, с которыми сталкиваются производители мониторов на жидких кристаллах, в частности - ограниченного угла обзора. Конечно, не обошли эту еще молодую технологию и свои специфические проблемы, такие, например, как ограниченный срок службы полимерных матриц, который сегодня намного меньше, чем у электронных трубок и ЖК-дисплеев. Другая проблема касается воспроизведения светоизлучающим пластиком цветных изображений.