Полимерные дисплеи: уже скоро

Сергей Асмаков

LEP-дисплеи: подробности

Напечатай свой дисплей

Перспективы внедрения

 

В дебрях аббревиатур

Cambridge Display Technology

Дисплеи с выставки

 

Светоизлучающие полимерные материалы (Light Emitting Polymer, LEP) пока еще не покинули стен исследовательских лабораторий, однако даже опытные образцы LEP-дисплеев позволяют судить об их огромном потенциале, и, по мнению ряда специалистов, в будущем LEP-дисплеи вполне могут серьезно потеснить используемые в современных мониторах жидкокристаллические панели и электронно-лучевые трубки. При этом сфера применения LEP-дисплеев не ограничивается исключительно компьютерными мониторами — благодаря поистине уникальным характеристикам их можно будет использовать для создания дисплеев мобильных телефонов, коммуникаторов, портативных компьютеров и бытовой техники.
Первые серийные изделия, использующие для отображения информации LEP-дисплеи, могут появиться в продаже уже в конце следующего года.

Прежде чем начать рассказ о сегодняшнем состоянии и ближайших перспективах развития LEP-технологии, следует отметить, что ниже речь пойдет лишь об одном из направлений исследований в области органических светоизлучающих материалов, в популярных статьях наиболее часто обозначаемых аббревиатурой OLED (Organic Light Emitting Diode). Поскольку терминология в этой области еще не устоялась, мы приводим толкования наиболее распространенных на сегодняшний день аббревиатур, относящихся к данной тематике (см. врезку «В дебрях аббревиатур»).

У некоторых читателей может возникнуть вполне закономерный вопрос: почему мы собираемся рассматривать лишь одно из направлений в области OLED? Ответ прост: дело в том, что на сегодняшний день именно LEP-технология наиболее близка к внедрению в массовых устройствах.

LEP-дисплеи: подробности

Первый шаг в развитии технологии светоизлучающих полимеров был сделан еще в 1989 году, когда ученым удалось синтезировать полифениленвинилен (poly p-phenylenevinylene, PPV). В ходе экспериментов выяснилось, что под воздействием электрического поля это вещество начинает излучать свет желто-зеленого цвета.

Первые образцы светоизлучающих полимеров обладали очень низкой эффективностью (порядка 0,01%), однако в результате тщательных исследований и доработки конструкции полимерного дисплея ученым удалось достичь показателя эффективности в 5% и сравняться по этому параметру с полупроводниковыми светодиодами.

Потребовалось провести довольно много исследований для того, чтобы синтезировать полимеры, излучающие свет различных цветов видимого человеческим глазом спектра. В настоящее время уже возможно создание материалов, излучающих свет практически любого цвета видимого спектра — от красного до фиолетового, причем их эффективность составляет не менее 1%. Относительно недавно исследовательской группе компании Cambridge Display Technology (краткая информация о ней приведена во врезке) удалось синтезировать высокоэффективные полимеры, излучающие свет красного, зеленого и голубого цветов, что, в свою очередь, открыло прямой путь к созданию полноцветных LEP-дисплеев. Стоит отметить, что развитие LEP-технологии идет очень высокими темпами, особенно если вспомнить, что для создания полупроводниковых светодиодов, излучающих свет различных цветов видимого человеком спектра, понадобилось около 20 лет.

От исходных материалов переходим к их прикладному использованию — LEP-дисплеям. Первое, что заметно при взгляде на схематическое изображение устройства LEP-дисплея, — это его простота, особенно если сравнивать его конструкцию с жидкокристаллическими или плазменными дисплеями. На тонкую стеклянную или пластиковую подложку с прозрачными электродами наносится слой полимерных материалов (обычно их два, как показано на приведенном рисунке), а завершают конструкцию металлические электроды. Прозрачные и металлические электроды расположены взаимоперпендикулярно и образуют ортогональную сетку. При возникновении между электродами электрического поля участок полимера, расположенный в точке их пересечения, начинает светиться. Вполне очевидно, что при использовании пластиковой подложки можно создавать гибкие дисплеи, которые можно будет сворачивать в трубочку, как лист ватманской бумаги. Но это далеко не единственное достоинство LEP-дисплеев.

За счет того что свет излучается самим полимером, а не лампой подсветки (как это происходит в ЖК-мониторах), угол обзора LEP-дисплея может достигать 180°. Малая толщина LEP-дисплея позволяет наносить на него поляризационное покрытие, повышающее контраст изображения. LEP-технология дает возможность создавать дисплеи с очень высоким разрешением, сравнимым с аналогичным параметром современных принтеров. Стоит также упомянуть об очень малом и не зависящем от температуры времени отклика (менее 1 мкс) и низком (менее 5 В) напряжении, необходимом для свечения полимера. Кроме того, интенсивность излучаемого LEP-дисплеем светового потока пропорциональна подаваемому на его электроды напряжению.

Конечно, на пути массового внедрения LEP-технологии существуют и определенные проблемы. Во-первых, это коррозия полимера, реагирующего с содержащимися в воздухе кислородом и водяным паром, а во-вторых — обесцвечивание полимера ультрафиолетовыми лучами. Однако сегодня уже найдены решения, которые позволят эффективно защитить слой полимерного материала от пагубных внешних воздействий и продлить срок его службы как минимум до 5 лет.

В настоящее время исследования в области LEP-технологии идут сразу по нескольким направлениям, наиболее важными из которых являются увеличение долговечности и надежности LEP-дисплеев, повышение эффективности светоизлучающих ячеек, тщательная проработка производственного процесса и поиск наиболее эффективных матричных рисунков для цветных дисплеев.

В начало В начало

Напечатай свой дисплей

Стремясь максимально усовершенствовать LEP-технологию, CDT привлекает к сотрудничеству многие известные компании, являющиеся обладателями уникальных технологий и ноу-хау. И подобная деятельность уже приносит вполне реальные плоды. Например, в результате сотрудничества с японской корпорацией Seiko Epson был создан первый в мире пластиковый монитор (официально об этом событии было сообщено 16 февраля 1998 года). Это устройство позволяло отображать на экране площадью 50 мм2 монохромное (черно-желтое) изображение с разрешением 800Ѕ236 точек; при этом толщина корпуса монитора составляла всего 2 мм! Управление пикселами осуществлялось при помощи тонкопленочных транзисторов (TFT), но самое примечательное — это то, что для нанесения слоя светоизлучающего полимера на подложку была использована технология, весьма схожая с обычной струйной печатью.

Спустя два с половиной года компания CDT объявила о завершении разработки технологии создания цветного LEP-дисплея, который можно… распечатать на струйном принтере. На гибкую подложку напыляются прозрачные проводники и слой светоизлучающих полимеров, и после подключения управляющей схемы к токоведущим дорожкам устройство готово к работе. Примечателен также тот факт, что себестоимость производства такого дисплея в полтора раза ниже, чем у изделий с аналогичным размером экрана, построенных на базе ЖК-матрицы.

В начало В начало

Перспективы внедрения

Разработчики LEP-технологии не питают иллюзий относительно возможности быстрого и повсеместного захвата рынка устройств отображения информации, отлично понимая, что процесс внедрения новой технологии в серийные изделия требует тщательной подготовительной работы и определенного времени. Поэтому разработанная CDT стратегия предусматривает поэтапное освоение различных сегментов потенциального рынка, количество которых будет увеличиваться по мере совершенствования самой технологии.

В первую очередь будет налажено серийное производство сегментных, алфавитно-цифровых и матричных дисплеев с относительно небольшой площадью экрана. По предварительным данным, в 2005 году емкость данного сегмента рынка устройств отображения информации составит более 4 млрд. долл. (по отпускным ценам для OEM-производителей).

По прогнозам исполнительного директора компании CDT Дэвида Файфа (David Fyfe), первые коммерческие продукты, оснащенные LEP-дисплеями, должны появиться в продаже на рубеже 2003-2004 годов.

Несомненно, уникальное сочетание характеристик LEP-дисплеев будет способствовать росту их популярности среди производителей электронной техники, в первую очередь портативной, поскольку это откроет простор для создания концептуально новых устройств, производство которых ранее было просто невозможно из-за технологических ограничений. Среди наиболее интересных идей Дэвид Файф называет возможность встраивания гибких дисплеев в одежду. Свои виды на использование гибких дисплеев есть и у военных.

Однако самым лакомым куском пирога для создателей LEP-дисплеев является огромный рынок компьютерных мониторов. В случае если LEP станет следующей после LCD массовой технологией, используемой в компьютерных мониторах, то, по оценкам экспертов, объем мирового рынка LEP-мониторов в 2005 году может составить 30 млрд. долл.

Нельзя также забывать и о существовании родственного и еще более емкого рынка бытовых телевизоров. Интерес к LEP-технологии уже проявили крупнейшие японские производители телевизоров, в частности Sony, Hitachi и Toshiba.

Вообще говоря, потенциально LEP-мониторы имеют довольно большие шансы не только серьезно подорвать позиции ЖК-мониторов, но и совсем вытеснить их с рынка. Причин тому несколько. Во-первых, более простая конструкция LEP-дисплеев в перспективе позволит снизить затраты на производство, а следовательно, и конечную цену изделий. Во-вторых, схожесть производственных процессов по изготовлению LCD- и LEP-дисплеев позволит с минимальными затратами перепрофилировать под производство последних существующие линии по изготовлению ЖК-панелей. И в-третьих, для изготовления LEP-мониторов можно использовать точно такие же электронные управляющие модули, какие устанавливаются в современных ЖК-мониторах.

Так что в течение двух ближайших лет мы с вами можем стать свидетелями появления и стремительного развития новой «породы» плоскоэкранных мониторов, обладающих гораздо более привлекательными техническими характеристиками и потенциально менее дорогих, чем современные ЖК-модели.

 

При подготовке статьи были использованы материалы с Web-сайта компании Cambridge Display Technology (http://www.cdtltd.co.uk/).

КомпьютерПресс 1'2003

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует