Популярные Нано Технологии

Размещение материала

Для размещения материала в данном разделе заполните пожалуйста эту форму.

Кадры

Фотогалерея

Аналитика

Наш OLED: на рынке дисплеев назревают радикальные изменения / 21.04.2010

© Александр Данилов

Источник: Strf.ru

На смену жидкокристаллическим экранам приходят устройства на базе органических светодиодов. Плоские дисплеи нового поколения сделаны на базе органических светоизлучающих диодов (ОСИД или OLED — Organic Light Emitting Diode), в основе которых лежит излучение света органическими электролюминесцентными материалами. Такие дисплеи представляют собой матрицу, состоящую из элементов, которые светятся в различных участках видимого спектра при прохождении через них электрического тока.

Типовая многослойная органическая светоизлучающая структура

В настоящее время независимо развиваются два направления ОСИД-технологии, основанных на применении низкомолекулярных либо полимерных органических светоизлучающих материалов. Хотя последняя технология отстаёт в своём развитии от первой на несколько лет, она всё же более простая и многообещающая. Обе они относятся к сфере нанотехнологий, поскольку предполагают использование нескольких слоёв органических материалов толщиной 1—50 нм различного функционального назначения.

Теоретически новые устройства лучше, чем жидкокристаллические дисплеи по нескольким характеристикам. Прежде всего, отпадает необходимость в подсветке экрана, что снижает вес и размеры изделий, а также энергозатраты — ведь фильтры жидкокристаллических дисплеев поглощают до 70 процентов света. Гибкие полимерные ОСИД-экраны могут производиться с помощью безвакуумной технологии нанесения материалов на подложку методами струйной печати. Кроме того, новые экраны обладают высокой контрастностью и быстродействием, качественной цветопередачей, возможностью работы в широком температурном интервале.

Однако на практике преимущества теряются. Дело в том, что схемы управления ОСИД-дисплеев токовые, в то время как ЖК-дисплеи работают с потенциалом. Из-за этого потери в схемах управления ОСИД-дисплеев значительно выше, особенно в случае экранов большого размера. Правильная цветопередача тоже достаётся ОСИД-технологии ценой больших усилий и затрат, поскольку подбор необходимых композитных материалов представляет собой достаточно длительный и сложный процесс. Что касается температурного интервала, то он может ограничиваться не только самими светодиодами, но и другими компонентами дисплейной системы. Поэтому использование потенциальных преимуществ новых технологий требует больших усилий. А ведь они обладают ещё и «врождёнными» недостатками, главный из которых — деградация органических материалов, особенно быстрая в присутствии малейших примесей кислорода и паров воды.

Дисплей на измерительной плате

По этим причинам, а также в связи с быстрым прогрессом в области производства ЖК-экранов ОСИД-технология при сопоставимом качестве изделий оказывается дороже. Это сдерживает её выход на массовый рынок. В последние годы даже наблюдалось некоторое снижение объёмов продаж ОСИД-дисплеев, а определённые крупные фирмы-первопроходцы новой технологии вообще ушли с рынка. Тем не менее большинство экспертов склоняется к мнению, что радикальные изменения на рынке дисплеев, связанные с использованием ОСИД-технологий, не отменяются, а только «задерживаются». И первый прорыв в области малоформатных дисплеев следует ожидать в ближайшие годы, ведь уже в 2006 году 22 процента МР3-плееров оснащались дисплеями, произведёнными с использованием этих технологий.

Наука, как обычно, идёт впереди технологии, и уже в лабораториях разрабатываются ОСИД-экраны нового поколения. В первую очередь здесь нужно упомянуть TOLED-технологию (Transparent OLED), позволяющую создавать прозрачные гибкие дисплеи с повышенным уровнем контрастности. В выключенном состоянии современные образцы таких дисплеев пропускают примерно 70 процентов света и поэтому со временем могут использоваться для вывода информации на автомобильные и оконные стёкла, прозрачные щитки шлемов и даже обычные очки. Кроме того, уже разработана так называемая «электронная бумага» — чёрно-белый дисплей толщиной менее 0,3 миллиметра. Это тонкая стальная фольга, на которую нанесён слой, содержащий капсулы с красителем. Они выделяют белое или чёрное красящее вещество в зависимости от полярности поданного на них управляющего напряжения.

Особенно впечатляют перспективы использования квантовых точек в качестве структурных элементов дисплеев. Квантовые точки — это наноразмерные островки одного полупроводника на подложке из другого, которые представляют собой подобие атома с дискретным спектром энергии электронов. Управлять спектром их излучения можно просто — изменяя их размер. Так, например, излучение квантовых точек CdSe изменяет цвет от красного к фиолетовому при уменьшении их размера от 5 до 1,5 нм. Такие мониторы позволят в полной мере использовать преимущества люминесцентных экранов, в частности, на порядок повысить их яркость. Естественно, их серийное производство должно опираться на высокоразвитые нанотехнологии.

Фотография, снятая с экрана полноцветного дисплея 160 х 128 пикселей

В России ОСИД-технологиями занимаются в ОАО «ЦНИИ „Циклон“». Его специалисты создали различные органические электролюминесцентные материалы, а на их основе — светоизлучающие структуры синего, зелёного и красного цвета свечения. Слои ОСИД-структур формировали методом вакуумного термического напыления при давлении менее 10-6 мм рт. ст. Нанесение всех слоёв и герметизация ОСИД-структур проводились в едином технологическом цикле в герметичных боксах при содержании паров воды и кислорода не более 1 ррм. В общем, полноцветный ОСИД-дисплей в России есть.

Учитывая, что для всех групп ОСИД-устройств важна стойкость к внешним воздействиям, дисплеи подвергли механическим, климатическим и температурным испытаниям. Приборы устойчиво работают в диапазоне температур от —20 до +55 °С, при одиночных ударах до 150 g, вибрации в диапазоне частот 10—55 Гц с многократными ударами до 10 g. О результатах этой работы главный конструктор «Циклона» Николай Усов рассказал на конференции, посвящённой итогам выполнения мероприятий ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2012 годы», которая прошла в РНЦ «Курчатовский институт» в январе 2010 года.

Задумываясь о перспективах этой разработки, можно предположить, что основные проблемы её применения лежат не в области технологии, хотя она, конечно, тоже нуждается в усовершенствовании. Главное — это найти нишу на рынке для новой продукции. Ведь в мире этой проблемой занимаются уже более 20 лет, и многие ведущие фирмы — производители электроники — вложили в разработку OLED-дисплеев миллиарды долларов. Поэтому возникает опасение — не утопит ли отечественную разработку вал импортной продукции? Очевидно, она нуждается в государственной поддержке. Одно из возможных решений — использование её в приборах системы ГЛОНАСС.

Авторизация

логин
пароль
Регистрация Забыли пароль?

Реклама нефтегаз

Анонсы событий