
SED напоминает до боли всем знакомый CRT. Единственное отличие – источник электронов у первого не один, а по одному на каждый пиксель. Структурно SED экран напоминает две скреплённые пластины, между которыми откачан воздух. На внутренней стороне одной панели нанесён люминофор (анод), на другой – тончайший излучающий слой (катод), представляющий из себя множество маленьких пирамидок. Если между двумя пластинами создать большую разность потенциалов, то большая напряжённость электрического поля при напряжении 10кВ заставит электроны лететь на противоположную сторону. Вот вам и свечение. А за формирование изображения отвечает матрица, которая следит за каждым катодом. Сложность технологии заключается в том, что долгое время инженеры не могли создать идеально ровный слой пирамидок. И вот, в 2000 году появляется технология формирования микрокатодов на основе тонких плёнок алмазоподобного углерода для FED (Field Emission Display). Стоит заметить, что это достижение принадлежит саратовскому НИИ "Волга”. Принцип технологии заключается в том, формирование сетки катодов производится методом напыления тонких углеродных плёнок с последующей фотолитографией. Уже в 2002 году НИИ имел цветной дисплей с матрицей 64 на 64 пикселя. На данный момент, FED дисплеи активно используются японскими компаниями (лидером среди которых является Canon) в такой технике, как сотовые телефоны, экраны для видеокамер и т.д. Но для начала серийного производства таких экранов, компаниям пришлось преодолеть ряд технологических трудностей. В частности, выбор наилучшего материала для создания катодов и метод нанесения люминофора. Если с первой трудностью инженеры справились быстро, то со второй пришлось повозиться. В итоге, наносить слой люминофора стали при помощи модифицированного струйного принтера.
Итак, снижение затрат и повышение основных характеристик позволили производителям широко применять эти технологии при создании дисплеев. Вот эти характеристики: -эффективность преобразования электрической энергии в световую составляет 5 лм/Вт (т.е. потребление энергии у таких панелей втрое меньше, чем у PDP и вдвое, чем у CRT); -высокая яркость и контрастность изображения; -неограниченный угол обзора; -толщина в несколько миллиметров; -простота создания.
В 1999 году между компаниями Canon и Toshiba был подписан договор о сотрудничестве в пользу SED дисплеев. Целью этого союза была "монополизация” этой технологии. Компании разделили обязанности: компания Canon создавала эмиссионный слой с катодами и наносила флуоресцентный экран, а Toshiba – стеклопакет, нанесение электродов и создание интегральных схем. В октябре 2004 года в префектуре Канагава была создана совместная компания SED Inc., в развитие которой обе компании вложили поровну - по 500 млн. йен. Главой компании стал бывший директор Canon Шуничи Узава (сейчас директор компании Казунори Фукума (Kazunori Fukuma). Позже, в постройку завода было вложено ещё по 1 млрд. долларов. 12 января 2007 года Canon и Toshiba подписали новый договор, согласно которому Canon станет единственным владельцем всего предприятия SED Inc. В январе 2007 года количество работников составляло 550 человек. Теперь об OLED Как уже писалось ранее, работа этих дисплеев основана на излучении света тонкой органической плёнкой при наличии управляющего напряжении. По структуре, их устройство даже проще, чем устройство SED-панелей. OLED-панели состоят из нескольких слоёв с различной проводимостью, на которые нанесена матрица электродов для управления строками и столбцами. Для формирования цветного изображения используются плёнки с различным цветом излучения.
Schematic of a 2-layer OLED: 1. Катод(−), 2. Горячий катод, 3. Emission of radiation, 4. Conductive Layer, 5. Анод (+)
Первый значимый шаг в производстве этих дисплеев – 40-дюймовый дисплей, представленный компанией Seiko Epson в 200 году. При создании этого дисплея также использовалась технология струйного нанесения светоизлучающего полимера. Показатели у этих панелей примерно такие же, как и у SED. К тому же, они ещё и безопасны, так как в них не будет высокого напряжения или вакуума. Обстановка на сегодняшний день На сегодняшний день, Sony лидирует в гонке OLED телевизоров. Недавно, компания представила публике телевизор Sony XEL-1 на выставке HDI Show 2008, которая недавно прошла в Москве. Разрешение телевизора составляет 960 х 540 пикселей, диагональ 11 дюймов, а толщина всего 3 мм! Но вот стоит такой "малыш” аж $2500. Дороговато для серийного телевизора – это да, но зато это первый серийный OLED телевизор. Компании удалось наладить производство панелей благодаря решению трёх основных проблем: -формирование активной матрицы на подложке дисплея; -нанесение слоя OLED на подложку большого размера; -увеличение ресурса этих панелей. Компании удалось решить все эти проблемы. Вслед за Sony идёт Samsung. И хотя серийного производства панелей у них не налажено, прогнозы впечатляют: у них уже имеется рабочий прототип 31-дюймового OLED-дисплея, в 2009 году Samsung собирается выпустить уже 3млн. панелей, а в 2010 – 6млн. Что же касается SED и FED телевизоров, то их серийный выпуск пока не налажен. OLED 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). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев
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). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев. 1.5-дюймовый OLED-дисплей Содержание 1 Технология 2 Преимущества в сравнении c LCD-дисплеями 3 История 4 Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей 4.1 PHOLED 4.2 TOLED 4.3 FOLED 4.4 SOLED 4.5 Passive/Active Matrix 4.6 Трудности 5 Применение 6 Объём продаж 7 Перспективы развития и области применения 8 Последние достижения 8.1 Разработки Sony 8.2 Другие компании 9 Ссылки 10 Источники Технология При производстве OLED-дисплеев используются полимеры, способные излучать световые волны при подаче электрического напряжения. Электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет. 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 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 ЖКИ 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[источник?], 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.
История Андрэ Бернаноз (André Bernanose) и его сотрудники открыли электролюминесценцию в органических материалах в начале 1950-ых, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким плёнкам красителя акридинового оранжевого и хинакрина. В 1960-м исследователи из компании Dow Chemical разрабатывали управляемые переменным током электролюминесцентные ячейки, используя допированный антрацен. Низкая электрическая проводимость таких материалов ограничивала развитие технологии до тех пор пока не стали доступными более современные органические материалы, такие как полиацетилен и полипиррол. В 1963 году в ряде статей учёные сообщили о том, что они наблюдали высокую проводимость в допированном йодом полипирроле. Они достигли проводимости 1 См/см. К сожалению, это открытие было «потеряно». И только в 1974 году исследовали свойства бистабильного выключателя на основе меланина с высокой проводимостью во «включенном» состоянии. Этот материал испускал вспышку света во время включения. В 1977 году другая группа исследователей сообщила о высокой проводимости в подобно окисленном и легированном йодом полиацетилене. В 2000 году Алан Хигер, Алан Мак-Диармид и Хидеки Сиракава получили Нобелевскую премию по химии за «открытие и развитие проводящих органических полимеров». Cсылок на более ранние открытия не было. Первое диодное устройство было создано в 1980-ых компанией Eastman Kodak. В 1990 году в журнале Nature появляется статья учёных, в которой сообщается о полимере с зелёной светимостью и «очень высоким КПД». Недавно гибридный испускающий свет слой был модернизирован с использованием непроводящих полимеров, изолирующих проводящие слои. Полимер используется для его производства и механических преимуществ, не ухудшая оптические свойства. Маленькие молекулы испускают свет и имеют ту же самую долговечность, которую они имеют в первоначальном полимере.

Схема 2х слойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Горячий катод, 3. Выделение излучения, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+) Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей, где на сегодняшний день есть реальные результаты: PHOLED PHOLED (Phosphorescent OLED) — технология, являющаяся достижением Universal Display Corporation (UDC) совместно с Принстонским университетом и университетом Южной Калифорнии. Как и все OLED, PHOLED функционируют следующим образом: электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет. Однако, PHOLED используют принцип электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет. К примеру, традиционные флуоресцентные OLED преобразовывают в свет приблизительно 25-30 % электрической энергии. Из-за их чрезвычайно высокого уровня эффективности энергии, даже по сравнению с другим OLED, PHOLED изучаются для потенциального использования в больших дисплеях типа телевизионных мониторов или экранов для потребностей освещения. Потенциальное использование PHOLED для освещения: можно покрыть стены гигантскими PHOLED-дисплеями. Это позволило бы всем комнатам освещаться равномерно, вместо использования лампочек, которые распределяют свет неравномерно по комнате. Или мониторы-стены или окна — удобно для организаций или любителей поэкспериментировать с интерьером. Также к преимуществом PHOLED-дисплеев можно отнести яркие, насыщенные цвета, а также достаточно долгий срок службы. TOLED TOLED — прозрачные светоизлучающие устройства TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) — технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня контрастности. Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает читабельность дисплея при ярком солнечном свете. Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности.. Также прозрачность TOLED позволяет использовать их с металлом, фольгой, кремниевым кристаллом и другими непрозрачными подложками для дисплеев с отображением вперед (могут использоваться в будущих динамических кредитных картах). Прозрачность экрана достигается при использовании прозрачных органических элементов и материалов для изготовления электродов. За счет использования поглотителя с низким коэффициентом отражения для подложки TOLED-дисплея контрастное отношение может на порядок превзойти ЖКИ (мобильные телефоны и кабины военных самолетов-истребителей). По технологии TOLED также можно изготавливать многослойные устройства(например SOLED) и гибридные матрицы (Двунаправленные TOLED TOLED делает возможным удвоить отображаемую область при том же размере экрана — для устройств, у которых желаемый объем выводимой информации шире, чем существующий). FOLED FOLED (Flexible OLED) — главная особенность — гибкость OLED-дисплея. Используется пластик или гибкая металлическая пластина в качестве подложки с одной стороны, и OLED-ячеек и герметичной тонкой защитной пленки — с другой. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес, прочность, долговечность и гибкость, которая позволяет применять OLED-панели в самых неожиданных местах. (Раздолье для фантазии — область возможного применения OLED весьма велика). SOLED Staked OLED — технология экрана от UDC (сложенные OLED). SOLED используют следующую архитектуру: изображение подпикселов складывается (красные, синие и зеленые элементы в каждом пикселе) вертикально вместо того, чтобы располагаться рядом, как это происходит в ЖКИ-дисплее или электронно-лучевой трубке. В SOLED каждым элементом подпиксела можно управлять независимо. Цвет пиксела может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока. Приемущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.(В SOLED-дисплеях в 3 раза улучшено качество изображения в сравнении с ЖКИ и ЭЛТ). Passive/Active Matrix Каждый пиксель цветного OLED-дисплея формируется из трех составляющих — органических ячеек, отвечающих за синий, зеленый и красный цвета. В основе OLED — пассивные и активные матрицы управления ячейками. Пассивная матрица представляет собой массив анодов, расположенных строками, и катодов, расположенных столбцами. Чтобы подать заряд на определенный органический диод, необходимо выбрать нужный номер катода и анода, на пересечении которых находится целевой пиксел, и пустить ток. Используется в монохромных экранах с диагональю 2-3 дюйма (дисплеи сотовых телефонов, электронных часов, различные информационные экраны техники). Активная матрица: как и в случае LCD-мониторов, для управления каждой ячейкой OLED используются транзисторы, запоминающие необходимую для поддержания светимости пиксела информацию. Управляющий сигнал подается на конкретный транзистор, благодаря чему ячейки обновляются достаточно быстро. Используется технология TFT (Thin Film Transistor) — тонкопленочного транзистора. Создается массив транзисторов в виде матрицы, который накладывается на подложку прямо под органический слой дисплея. Слой TFT формируется из поликристального или аморфного кремния. Также идут разработки O-TFT (Organic TFT) — технологии органических транзисторов. Трудности маленький срок службы люминофоров некоторых цветов(порядка 2-3 лет) как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц Главная проблема для OLED — время непрерывной работы должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» 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 всё-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов непрерывной работы. При этом для дисплеев телефонов, фотокамер и иных малых устройств достаточно 5 тысяч часов непрерывной работы[источник?]. 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. Применение Такие дисплеи широко применяются в мобильных телефонах, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения. Органические дисплеи встраиваются в телефоны, цифровые фотоаппараты, автомобильные бортовые компьютеры, коммерческие OLED-телевизоры, выпускаются небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов, лицевых панелей автомагнитол, MP3-плееров и т. д. Объём продаж Рынок OLED-дисплеев медленно, но уверено растёт. Так, с апреля по июнь 2007 года рост продаж составил + 4 %, за год прибавив 24 %, и достиг $123,4 млн (Объём продаж в 2002 г. был ~$85 млн). По расчётам некоторых аналитиков, объём рынка органических дисплеев вырастет до 3,7 миллиардов долларов до 2010 года. В 2008 году объёмы производства OLED по прогнозам будут увеличены до 18 тыс. шт ежемесячно. В 2009 году объемы выпуска увеличатся до 50 тыс., а к 2010 году — до 120 тыс. в месяц. Основные производители: Samsung (27 %), Pioneer (20 %), RiTdisplay (18 %), LGE (18 %). В данный момент ведётся разработка телевизионных OLED-систем. На сегодня единственные коммерческие OLED-телевизоры на мировом рынке пока выпускаются компанией Sony (~2 000 изделий в месяц.) К коммерческому производству готовятся Samsung, Toshiba, а также альянса компаний Matsushita Electric Industrial, Canon и Hitachi. Перспективы развития и области применения На сегодняшний день OLED-технология применяется многими разработчиками узкой направленности, например, для создания приборов ночного видения. Дисплеи OLED встраиваются в телефоны, цифровые камеры и другую технику, где не требуется большого полноцветного экрана. Также есть и мониторы на основе органики, например Samsung активно ведет разработки в данной области (предел в 40 дюймов достигнут). А Epson ещё в 2004 году выпустила 40-дюймовый дисплей. Успех можно объяснить тем, что технология производства таких дисплеев похожа на технологию печати в струйном принтере, а в этом деле компания имеет большой опыт. Sony 11-дюймовый OLED, выпущенный в Японии в конце 2007 В Лас Вегасе CES 2007, Sony представила 11-дюймовую (28 см, разрешение 1,024×600) и 27-дюймовую (68.5 см, разрешение HD в 1920×1080) модели, с контрастностью «миллион к одной» и полной толщиной 5 мм Sony выпустила коммерческую версию этих мониторов в Японии в декабре 2007. Sony планирует начать изготовлять 1000 11-дюймовых телевизоров OLED в месяц. Sony начала продавать 11-дюймовые мониторы OLED (XEL-1) за 2499.99 $ 25 мая 2007 Sony публично обнародовала 2.5-дюймовый гибкий экран FOLED, толщиной 0.3 миллиметра. Экран показал видео движения велосипеда и живописного озера на согнутом экране. 1 октября 2007 Sony представила 11-дюймовые телевизоры OLED за 200 000 иен (1 962.51 USD на 4/1/08) только в Японии и с начальным производством 2000 единиц в месяц. 16 апреля 2008 Sony представила дисплей OLED, толщиной 0.0079 дюймов (0.2 миллиметра) и шириной 3.5-дюймов с решением 320x200 пикселей и 11-дюймовый экран 0,3 мм толщиной с 960x540 разрешением пикселей. Это — одна десятая толщина XEL-1 Другие компании Смартфон Nokia N85, анонсированный в августе 2008 и поступивший в продажу в октябре 2008 г. — первый смартфон от финской компании с AM-OLED дисплеем, не очень дорогой аппарат «всё в одном». Клавиатура Оптимус Максимус (Студия Лебедева), выпущенная в начале 2008 с использованием 48×48-пиксельных OLED-дисплеев (10.1×10.1 мм) для клавиш. OLED может использоваться в Голографии с высокой разрешающей способностью (Volumetric display). Professor Orbit показал 12 мая 2007 на ЭКСПО Лиссабон трехмерное видео (потенциальное применение этих материалов). OLEDs может также использоваться как источники света. Эффективность OLED и продолжительность работы уже превышают таковые у ламп[источник?]. OLED находят применение как источник общего освещения (ЕС — проект OLLA). 11 марта 2008 Дженерал Электрик (GE Global Research) продемонстрировало первый успешный рулонно-изготовленный OLED, как главный успех на пути к эффективному по затратам производству коммерческой технологии OLED. 4-х летняя научно-исследовательская работа обошлась в $13 миллионов (Energy Conversion Devices, Inc и Национальный Институт Отдела американской Торговли Стандартов и Технологии (NIST), GE Global Research) . Chi Mei EL Corp of Tainan (Корпорация Тайнаня), продемонстрировала 25" (дюймовые) низко-температурные прозрачные кремниевые Active Matrix OLED в Society of Information Displays (SID) на конференции в Лос-Анджелесе, США 20-22 мая 2008.
|