Статьи: Строительство и ремонт Всё для дома Инструменты и оборудование

Органический свет. OLED - органические светоизлучающие диоды


OLED В свое время жидкокристаллические мониторы символизировали собой прогресс и достижения науки в масштабах дома. По сравнению с обычными ЭЛТ телевизорами они выглядели, да и все еще выглядят символом электронного будущего. Но время идет, и вот новая технология готова потеснить ЖК-мониторы по всем пунктам.

Имя этой новой технологии – OLED , что расшифровывается как органические светоизлучающие диоды (organic light emitting diode ). В основе ее лежит открытый и исследованный в конце 70-х годов прошлого века ученым компании Eastman Kodak доктором Чинг Тангом принцип, по которому некоторые органические соединения начинают испускать свет (светиться) при приложении к ним некоторого электрического напряжения. Доктор Танг вместе со Стивеном Ван Слайком продолжили исследования и в 1987 году были представлены органические соединения, которые лежат в основе большинства современных OLED дисплеев.

В чем же преимущества этой технологии и созданных на ее основе современных дисплеев? А их на самом деле огромное количество. Это и более высокая яркость, контрастность, более точная цветопередача на уровне той, что имеют дисплеи для Fly, и зачастую, лучшая, чем у ЭЛТ-дисплеев. Сюда же можно добавить и более низкое энергопотребление и, следовательно, экономичность. К тому же, эти дисплеи гораздо легче и компактней, чем жидкокристаллические, у них большие углы обзора, чем у тех же ЖК или плазмы. Изображение на таких дисплеях и мониторах гораздо лучше видно при ярком свете. Можно продолжать и далее, так как преимущества на этом не исчерпываются, но многие достоинства (также как и недостатки) во многом зависят от конкретной технической реализации конкретного устройства. Об этом мы подробнее расскажем чуть ниже.

А пока остановимся на том, где можно встретить OLED -дисплеи уже сегодня. Да практически везде! Это экраны и сотовых телефонов, и флэш-плееров, и карманных компьютеров, и ноутбуков, и фотоаппаратов, и автомагнитол, и пультов ДУ. Встречаются даже OLED телевизоры. Другое дело, что такие предметы (с OLED дисплеями) встречаются пока еще очень редко. Связано это с тем, что технология, по сути, еще очень молода, она только начинает свои шаги в плане коммерческого применения. Есть области, где OLED устройства встречаются чаще. Это в основном малогабаритные или малоцветные экраны мобильных устройств – флэш-плееров или сотовых телефонов, не требовательные к картинке дисплеи пультов ДУ и информационные экраны бытовых приборов. В других областях – в компьютерных мониторах, домашних телевизорах или широкоформатных панелях – технология OLED пока еще очень редка. Здесь и требования к качеству выше, и размеры устройств гораздо значительнее, и вложения в производство несоизмеримо больше. Но время новой технологии уже пришло, опытные образцы уже есть практически во всех сферах применения, появились первые коммерческие ласточки, не за горами тот день, когда новые устройства серьезно выйдут на рынок, чтобы заметно потеснить в наших домах ЭЛТ, ЖК и плазменные телевизоры, компьютерные мониторы и прочие средства отображения визуальной информации.

Как они устроены?
По строению, OLED-устройства похожи на знакомые всем TFT LCD панели. Состоят OLED -дисплеи из нескольких слоев. На жесткой подложке нанесен слой проводящего вещества, обычно это смесь металлов – магния и серебра – которая выполняет функцию катода (отрицательный полюс в электрической цепи). Затем идет слой органического вещества, который и излучает фотоны при прохождении сквозь него электричества. После него идет прозрачный слой вещества, выполняющего функцию второго полюса в цепи – анода. Все это закрыто от внешних воздействий тонким слоем стекла. И все, больше никаких составляющих нет. Могут меняться слои – например, светоизлучающей органики может быть несколько слоев – но принципиально конструкция остается прежней практически в любом случае. Никаких ламп подсветки, поляризационных фильтров или еще чего бы то ни было, что можно встретить в LCD -панелях. Соответственно, OLED -устройство весьма компактны. Кроме этого, для получения яркой и контрастной картинки, к ним достаточно приложить совсем небольшое напряжение – от 2.5 до 10 В. Яркость при этом может составлять 1000 Кд на квадратный метр, но это не предел, так как значения в 100 тысяч кандел на квадратный метр вполне достижимы и реальны.

Естественно, у этой технологии есть и свои недостатки. Так, первые экземпляры сильно теряли в светимости уже после первой стони часов непрерывной работы. Этот эффект остается и до сих пор, однако при использовании более современных, недавно открытых органических соединений, срок службы вырос до нескольких десятков и даже сотен тысяч часов, что уже очень много и вполне достаточно для нормальной работы коммерческих устройств.

А что же с цветом? Здесь тоже не все очень просто, так как для светимости в трех базовых цветах (красном, синем и зеленом) используются разные органические соединения или разные примеси и красители в органических соединениях. Причем, вначале срок службы разных цветовых соединений различался в разы, сейчас же разница все еще существует, но уже не такая значительная. Для синего цвета срок службы может достигать 10 тысяч часов, для красного и зеленого – 40 тысяч, для белого – 20 тысяч. В зависимости от технологии изготовления матрицы, от состава органических соединений и использованных красителей, срок службы каждой конкретной панели может быть разным у разных производителей. Одним из вариантов производства конечных устройств является использование только белого цвета в органике и применение на выходе света обычных светофильтров, знакомых нам по ЖК-панелям.

В любом случае, перспектив у OLED технологии огромное количество. Тем боле, что путь развития OLED -устройств очень напоминает такой же путь развития ЖК-устройств. Первоначально, в конструкции OLED дисплеев использовалась пассивная матрица, функционирующая по такой же схеме, что и пассивная матрица ЖК-мониторов. Каждый пиксел являлся точкой пересечения рядов и строк на матрице управления. Соответственно, напряжения подавалось последовательно по рядам и строкам, а места их пересечения – пикселы – загорались при подаче к ним напряжения по обоим направлениям. Сейчас OLED -устройства с такой схемой управления все еще встречаются, так как она наиболее проста в изготовлении и применении. Затем появилась уже знакомая нам по ЖК-телевизорам и дисплеям активная матрица. Здесь уже управление каждым пикселом производилось непосредственно целенаправленно и, так сказать, точечно. То есть напряжение подавалось к каждому пикселу отдельно, причем его светимость оставалась заданной до момента, когда приходил другой управляющий сигнал – таким образом, OLED -экран на активной матрице управления выдавал яркую картинку без миганий и мерцаний, что существенно повышает качество восприятия.

Этапы развития OLED
Совершенно понятно, что будущее у этой технологии есть, оно обусловлено огромными преимуществами у OLED перед ЖК-устройствами. Но не все так радужно, и воплощение в реальных компонентах и домашних приборах идет довольно медленно. Почему?

Дело в том, что производство полноформатных, габаритных, полноцветных и функциональных устройств – дело очень дорогое. В связи с особенностями конструкции, потребуются вложения в миллиарды долларов на строительство новых производственных линий. Не каждый крупный бренд решится прямо сейчас вложить огромные средства в перспективную технологию. В качестве эксперимента, ограниченными сериями, отдельными устройствами, заказами на стороне – возможно. К тому же, сама технология еще настолько молода, что ее усовершенствования, другие методы, подходы в реализации, новые вещества появляются постоянно. Только когда некоторые решения станут общепринятыми, отработанными и обкатанными на практике – только тогда появится целый сонм новых устройств.

Одним из важнейших событий стало сообщение о том, что компании IDTech – совместная компания Chi Mei Optoelectronics и японского офиса IBM – выпустила OLED -дисплей на основе аморфного силикона ( a - Si ). Революционным это событие можно назвать потому, что на основе такого же аморфного силикона выпускаются многие современные жидкокристаллические телевизоры и мониторы. А это означает, что вполне возможен переход на выпуск OLED -продукции с меньшими усилиями и затратами. А это, в свою очередь, должно положительно сказаться не только на времени появления новых товаров и устройств, но и на их цене. И такие прорывы, открытия и улучшения в технологии OLED происходят постоянно, не все их них становятся общедоступными и общеизвестными, но факт остается фактом – не за горами тот день, когда устройства с OLED -экранами можно будет купит практически в любом магазине бытовой техники или в компьютерном супермаркете.

Перспективы
А перспективы самые радужные. Уже сейчас существуют прототипы и вполне функциональные устройства в самых разных областях. Сотовые телефоны одними из первых обзавелись такими экранами (естественно только некоторые модели), так как OLED -дисплеи компактнее, легче и потребляют меньше энергии, чем ЖК-дисплеи. В зависимости от технологии изготовления OLED -дисплея, он может обладать самыми разными характеристиками. Самой перспективной выглядит технология изготовления дисплея на основе a - Si (аморфного силикона). Активно в этом направлении работают многие компании, выпускающие сотовые телефоны, в частности Samsung , Sanyo , LG и другие.
Флэш-плееры тоже готовы принять в свой функциональный запас OLED -дисплеи, так как в этом секторе тоже очень важны габариты, вес и энергопотребление. К тому же, OLED -дисплеи гораздо устойчивее к механическим воздействиям, так как они надежно защищены с внешней стороны стеклом, которое никак не снижает качества изображения на них. К тому же, очень важно, чтобы информация с крохотных дисплеев считывалась одинаково хорошо и при ярком освещении, и в полной темноте.

Еще одним типом цифровых устройств, которое просто непременно обзаведется OLED -дисплеем, это цифровые фотоаппараты. На данный момент, жидкокристаллические дисплеи фотоаппаратов на ярком свете не способны выдать контрастную и яркую картинку, и просмотреть полученную фотографию бывает проблематично. Всего этого можно избежать с помощью новых типов дисплеев, например OLED . Компьютерные дисплеи и домашние телевизоры на основе OLED -экранов появятся не очень скоро, так как производство крупногабаритных панелей всегда сложнее, чем малогабаритных, однако и в этом направлении есть подвижки. Существуют экземпляры мониторов от Samsung , Sanyo / Kodak , IDTech ( Chi MEi / IBM ) и других фирм с диагональю от 15 до 20 дюймов и с разрешением от 1024х768 до 1280х768 пикселов. А это означает, что технически возможно производить довольно габаритные модели, осталось только дождаться их появления на прилавках. В конце концов, жидкокристаллические телевизоры с диагональю более 30 дюймов тоже появились не так давно.

Но самое интересное в этой технологии, это ее предположительные возможности, то есть ее будущий потенциал. Так как в основе технологии лежат органические вещества, то ничто не мешает сделать подложку для них из полимеров или пластиков, то же самое справедливо и для внешнего корпуса. А это означает, что получившийся экран будет гибким! Это открывает совершенно фантастические возможности.

Футуристическими областями применения гибких и ярких OLED -экранов могут стать: домашние обои, с меняющимся рисунком, которые одновременно служат источником освещения. Или сверхяркие и сверхэкономичные автомобильные фары. Существующие уже сейчас технологии прозрачных OLED -экранов позволят встраивать их в автомобильные или домашние окна, которые смогут не только выполнять свои непосредственные обязанности, но и выводить полезную информацию. А как насчет гибкого газетного листа, который показывает текст, картинки и видео прямо на своей поверхности, меняя содержимое по желанию владельца, получая данные по беспроводному интерфейсу? Фантастика? Нет, довольно близкое будущее.

И, конечно, не стоит забывать про телефоны, смартфоны, карманные компьютеры, часы, плееры, кредитные карты, ноутбуки, электронные информационные табло и даже ценники в магазинах. Все они смогут обрести вторую жизнь и обзавестись новыми функциями с помощью современных, легких, практичных, экономичных и функциональных OLED -дисплеев.


463 просмотра
Поделиться в социальных сетях
Подписаться на группу ВКонтакте


Читайте также:

Комментарии к статье Органический свет. OLED - органические светоизлучающие диоды