OLED-дисплеи

OLED-дисплеи

Такие дисплеи широко применяются в мобильных телефонах, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.

Что это такое?

OLED (англ. Organic Light-Emmitting Diode — органический светодиод) — тонкоплёночные светодиоды в которых в качестве излучающего слоя применяются органические соединения . Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев).

При производстве OLED-дисплеев используются полимеры, способные излучать световые волны при подаче электрического напряжения. Электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет.

Ещё о технологии OLED:
Wikipedia
OLED мы LCD
Что такое OLED?
Технология OLED
Что такое OLED?
OLED против ЖК и Плазмы

OLED и LCD. Так в чём же отличие?

Уже в самом названии OLED (Organic Light Emitting Diode) содержатся два кардинальных отличия от LCD технологии - «органический» и «светоизлучающий». Стоит поподробнее остановиться на каждом из этих двух пунктов, чтобы понять, почему эта технология столь интересна и почему именно она оказалась следующим этапом после LCD.

Начиная с 60-х годов, микроэлектроника основывается исключительно на неорганических материалах: кремний, германий, арсенид галлия, металлические проводники из алюминия или меди, различные диэлектрики, типа того же диоксида кремния. Здесь все уже отточено от и до, расписано на десять лет вперед, и все всем известно. Тем не менее, все это время не прекращалась исследовательская работа по органическим материалам — полимерам и олигомерам, а также гибридным органическим-неорганическим соединениям. По всему спектру параметров: проводимость, полупроводниковые качества, светоизлучение. Не говоря уже о том, что органика обладает рядом интересных качеств, вроде более мягких требований к температуре окружающей среды, зачастую выдающейся гибкостью, и т.д., что открывает перед производителями электронных устройств ряд совершенно новых применений.

Однако, с ростом проблем, встающих сегодня перед традиционной неорганической микроэлектроникой,
вероятность того, что производители начнут обращать все больше внимания на органику, становится все выше и выше.

Пионером в их исследовании стал Eastman Kodak, чьи ученые, Chin Tang и Steve VanSlyke, еще в 1987 году издали статью «Organic electroluminiscent diodes», описывающую новый класс тонкопленочных устройств на базе органических материалов, обладающих электролюминисцентными качествами, заметно превосходящими все, что было создано в этой области ранее.

Впервые предложенная Kodak схема с двумя слоями органики между электродами вместо одного и сегодня остается основным вариантом, используемым для создания OLED устройств.

Вот как она выглядела в оригинале, со стороны зрителя, слой за слоем.
Естественно, все закрыто стеклом, покрытым со стороны OLED тончайшим слоем indium-tin-oxid, выступающим в роли анода. Непосредственно к нему прилегает первый органический слой, порядка 750 ангстрем (75 нм) ароматического диамина, следом идет основной, светоизлучающий слой из пленки, состоящей из соединения, принадлежащего к классу fluoriscent metal chelate комплексов. Например, 8-hydroxyquinoline aluminium. И, наконец, последним слоем в этом сэндвиче является катод, состоящий из смеси магния с серебром с атомным соотношением 10:1. Вся эта система имеет толщину менее 500 нм, вместе с задней подсветкой, каковой она, помимо всего прочего, сама и является!

Что же хорошего в OLED-дисплеях?

Во-первых, это высокая яркость (до 100 тыс. кд/м2) и контрастность (до 300:1), что, по идее, должно обеспечивать читаемость дисплея в любых условиях.

Далее идет компактность и легкость, толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), масса исчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочих температур. И в лютую зиму (до минус 30 градусов Цельсия), так и летом на пляже (до плюс 60) OLED-дисплей оказывается работоспособен.

Отличаются OLED-дисплеи приличной механической прочностью, и даже… гибкостью. Впрочем, использование гибких подложек уже выделилось в отдельное направление FOLED. Ну и, наконец, в отличие от существующих TFT и STN дисплеев, OLED-дисплеи потребляют заметно меньше энергии. По аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использование пассивной или активной матрицы.

Минусы OLED

Естественно, кроме явных плюсов, есть и минусы:
- маленький срок службы люминофоров некоторых цветов(порядка 2-3 лет)
- как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев
- дороговизна и необкатанность технологии по созданию больших матриц

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы должно быть не меньше 15тыс. часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «желтый» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причем время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5тыс. часов непрерывной работы.

При этом для дисплеев телефонов, фотокамер и иных малых устройств достаточно 5 тысяч часов непрерывной работы. Поэтому OLED уже сегодня успешно используется для них.

Можно считать это временными трудностями становления новой технологии, поскольку разрабатываются новые долговечные люминофоры. Также растут мощности по производству матриц.

Читать на форумах:
В поисках OLED
Плеер с OLED
Плеер с каким дисплеем лучше?
Перспективы OLED
OLED-форум
OLED-телевизоры

OLED на рынке

Свое наступление на рынок OLED экраны начали с пассивных матриц диагональю в пару дюймов и соответствующей направленностью. Разрешение мизерное, цветовая гамма близка к нулю: не самый плохой вариант между прочим, учитывая, что в большинстве экранов подобных размеров ничего большего просто и не требуется. В общем, тот случай когда лишние навороты соответствующим образом отражающиеся на цене попросту не требуются, а вот некоторые качества OLED, вроде повышенной яркости или насыщенных цветов, могут оказаться именно тем что надо. И не больше.

Впрочем, человек — существо которому любой степени совершенства будет мало, а даже если и достаточно, то продавцы которым требуется продавать свою продукцию ему объяснят, что на достигнутом успокаиваться не стоит. Так что размеры экранов в набирающих все большую и большую популярность портативных устройствах неуклонно увеличиваются, а разрешение их и цветность — столь же неуклонно растут. Причем — при одновременном снижении цены!

В результате, одновременно с распространением своего влияния на традиционные рынки где используются небольшие плоские экраны, OLED становится идеальным кандидатом для вновь появляющихся устройств. Впрочем, в Tablet PC по прежнему пока используется LCD, но можно смело предполагать, что со временем его там заменит OLED: ведь его применение позволит весьма серьезно снизить толщину, вес, и энергопотребление этих устройств, что для них весьма критично, а то, что OLED не стал использоваться в них сразу — дело даже не столько в его технических параметрах, сколько в том, что ему все же требуется еще год-другой, чтобы начался массовый выпуск и соответствующее падение цен.

Что же касается новых классов устройств, то OLED экраны вполне могут возродить такую незаслуженно забытую вещь, как шлемы виртуальной реальности. В свое время они оказались слишком дорогими, тяжелыми и со слишком маленьким разрешением, а также вообще не слишком блестящим качеством изображения. Новая технология позволит преодолеть если не все, то большинство из этих проблем. (Разве что по поводу цены нельзя дать однозначного ответа, но она будет падать). Более того, для микроэкранов носимых экранов предназначенных для просмотра «на просвет», когда информация проецируется на окружающий мир залитый солнечным светом, позволяя видеть и ее и все вокруг OLED может стать просто незаменимым, учитывая требования по яркости, измеряемые в тысячах Кд/кв. м.

Еще одним классом устройств, являющихся несомненными кандидатами на роль безоговорочных поклонников OLED, являются современные мобильные телефоны, в функции которых входит работа с изображениями (т.е. — GPRS и 3G). Сравнивать качество фотографии на маленьком LCD экране и его OLED аналоге попросту бессмысленно даже на сегодняшних OLED матрицах, использующих по сути лишь первое поколение светоизлучающей органики. Потому и демонстрируются производителями телефонов модели с OLED экранами, а производители этих экранов, совсем недавно вообще не имевшие в своем ассортименте подобное направление только на этот год планируют объемы продаж в миллионах штук.

Впрочем это все — лишь эволюция уже существующих сегодня применений плоских экранов, тогда как OLED имеет потенциал и для революционных изменений в этой сфере. Да, сегодня OLED экраны производятся на подложке из кремния, причем зачастую из кристаллического, для обеспечения требуемой производительности соединений, отвечающих за управление матрицей. Но производительность органических транзисторов постоянно растет и вот уже некоторые компании ведущие разработки в области OLED экранов, заявляют о своей долговременной ориентации исключительно на гибкие пластиковые экраны.

На сегодняшний день OLED-технология применяется многими разработчиками узкой направленности, например, для создания приборов ночного видения

Также есть и мониторы на основе органики, например Samsung активно ведет разработки в данной области (предел в 40 дюймов достигнут). А Epson вообще создал 40-дюймовый дисплей при помощи печати OLED-материала струйным принтером.

Возможные варианты использования OLED

Возможные варианты использования тонких и гибких устройств на основе OLED:

- Прозрачные окна. В течение дня это обычное окно, но ночью оно превращается в высокоэффективный источник освещения.

- Одежда, которая меняет цвет по желанию владельца.

- Одежда, позволяющая показывать обновляемые текстовые сообщения. Она может быть полезна для полицейских или скорой помощи.

- Упаковка продуктов, которая сможет показывать предупреждения о вреде для здоровья, рецепты или просто светиться.

- Солнечные батареи в дополнение к аккумуляторам мобильных телефонов.

- Лёгкие солнечные батареи, которые можно сворачивать для хранения. Они могут пригодиться людям, нуждающимся в электроэнергии в удалённых местах, — исследователям, альпинистам, морякам и военным.