Organic Light Emitting Diode
Первой в этом ряду наиболее перспективных технологических разработок на звание «заместителя ЖК-технологии» стоит признать технологию OLED (Organic Light Emitting Diode), у которой сегодня немало приверженцев. Также необходимо отметить, что уже сегодня множество устройств портативной техники использует именно этот тип матриц, и их качество зачастую поражает. Яркость составляет до 100 000 кд/м2, контрастность 400:1, время реакции 10 мс и угол обзора 160 градусов. Эти показатели выше, чем у лучших на сегодняшний день ЖК-мониторов. Кстати, именно поэтому на данную технологию помимо производителей компьютерной техники обратили внимание и производители телевизоров. Впрочем, важнейшим фактором популярности OLED является себестоимость производства. Подсчитано, что у OLED-мониторов она будет ощутимо ниже, чем у LCD, при условии по-настоящему массового производства первых. Не стоит забывать и о том, что толщина OLED-дисплея меньше, чем у любой другой разработки. Для рабочего стола это, может, уже и не столь актуально, а вот для сотового телефона, ноутбука или КПК — весьма. Еще один плюс технологии — низкое энергопотребление.
Ознакомившись с преимуществами технологии OLED, поговорим о ее физической основе, которая не менее интересна. Сразу отметим, что светодиоды вещь отнюдь не новая. В технике они получили широкое распространение еще в середине XX века, а идея создания первых устройств отображения на базе диодов возникла уже в начале 1980-х годов, но не была реализована из-за отсутствия необходимых материалов. Ситуация изменилась с появлением органических материалов особой группы — так называемых проводящих электролюминесцентных полимеров, которые были впервые получены в 1989 году в Кембриджском университете Ричардом Френдом (Richard H. Friend). Основой для них служат высокомолекулярные соединения с молекулами, в которых имеются чередующиеся двойные связи. В чистом виде они не являются проводниками заряда, поскольку электроны в них локализованы вследствие участия в образовании сильных химических связей. Для освобождения электронов применяются различные примеси; после их ввода появляется возможность перемещения зарядов (электронов и дырок) вдоль молекулярной цепи. Эти материалы обладают все теми же свойствами, что и неорганические полупроводники, то есть способны образовывать p-n-переход, и что интересно — при определенных условиях — излучать свет. Это позволило создать комбинированные по принципу действия устройства — излучающие диоды.
Структура OLED-ячейки многослойна. Сверху OLED- панели располагается металлический катод, снизу — прозрачный анод. Между ними — несколько органических слоев, собственно, и составляющих светодиод. Один слой является источником дырок, второй полупроводниковым каналом, третий слой транспортирует электроны и, наконец, в четвертом слое происходит замещение дырок электронами, которое в светоизлучающих полимерах сопровождается световым излучением. Как и ЖК-, OLED-дисплеи бывают активные и пассивные. Разница в их структуре состоит в том, что в активных матрицах в каждый отдельный пиксель к органическому светодиоду добавлен тонкослойный транзистор, регулирующий силу тока, проходящего через ячейку. Между прочим, эта технология позволяет обойтись без обратной подсветки дисплея, необходимой для ЖК-дисплея. Собственно, это и обуславливает рекордно низкое энергопотребление OLED-устройств.
Еще одно развитие технологии заключается в том, что японским ученым из компании ELDis (совместное предприятие Sharp, Semiconductor Energy Laboratory и Pioneer) удалось создать первую в мире OLED-панель двойного излучения (double-emission). Данное устройство предназначено для использования в раскладных мобильных телефонах, где оно одновременно исполняет функции внешнего и внутреннего дисплеев, так как изображение на нем можно видеть как с одной, так и с другой стороны. По данным разработчика, применение двухстороннего OLED-дисплея позволит добиться удешевления телефона за счет использования меньшего количества комплектующих.
По большому счету, рынок открыт для новой технологии. По мнению специалистов аналитической фирмы DisplaySearch, к 2005 году оборот на рынке OLED-панелей достигнет $3,3 млрд (в сравнении с $24 млн в нынешнем). В основном они будут применяться в смартфонах, планшетных ПК, электронных книгах и КПК. Высказываются предположения, что их доля в данном сегменте к тому времени достигнет 30–40%. С оптимизмом на перспективы технологии смотрят и производители. Многие из них сегодня строят заводы по созданию OLED-панелей. Так, компания Sanyo Electric к весне будущего года собирается осуществить миграцию основной части (около 60%) своих мощностей по выпуску ЖК-дисплеев на технологии OLED. Активноматричные панели Sanyo изготавливаются на предприятии Torisan — принадлежащей ей дочерней компании. Одна из двух технологических линий этого завода способна производить 380 тыс. 13,3-дюймовых панелей в месяц, мощность второй составляет 160 тыс. 15-дюймовых панелей. Sanyo собирается полностью переоборудовать 13,3-дюймовую линию под выпуск основы для активноматричных OLED-панелей (AMOLED) из низкотемпературного полисиликона. Кроме того, на заводе будет установлено дополнительное оборудование, которое позволит осуществлять полный цикл создания OLED-продуктов. Действия Sanyo отражают стремление японских производителей сохранить лидерство в наиболее совершенных дисплейных технологиях. В настоящее время Япония занимает доминирующую позицию в нише ЖК-мониторов высокого уровня, тогда как в остальных сегментах рынка (активноматричные ЖК-панели, пассивноматричные ЖК- и OLED-устройства) ее теснят Тайвань и Южная Корея.
