Многообразие форм
Можно сказать, что практически все современные LCD-мониторы построены по одному и тому же принципу. Конечно, каждый производитель применяет собственное ноу-хау, но сама основа везде одинакова. В случае с OLED - совершенно другое положение дел.
Например, технология OLED обеспечивает появление прозрачных дисплеев, которые раньше так любили показывать во всевозможных фантастических фильмах.
Такие панели получили название TOLED (Transparent OLED), причем единственное принципиальное отличие их от стандартных заключается в том, что прозрачным делается не, только анод, но и катод. В выключенном состоянии они способны пропускать от 70% до 85% света, понятно, что это никоим образом не препятствует нормальному обзору – автомобильная тонировка отнимает больше. Такие дисплеи можно встраивать в окна (архитектурные, автомобильные), очки, шлемы виртуальной реальности, да и любые другие устройства, где требуется прозрачность.
Следующий подвид OLED – гибкие дисплеи FOLED (Flexible OLED). В них подложка из стекла заменена материалом, способным при необходимости с легкостью изгибаться.м У подобных дисплеев самые широкие перспективы, ограниченные исключительно фантазией производителей.
Их можно встраивать в различные статические изогнутые поверхности.
Создавать устройства, в которых возможности гибкости используются в полной мере. Например, электронная газета, которая в свернутом состоянии выглядит как большая ручка. Но когда захочется почитать свежие новости, экран можно развернуть до нормальных размеров, через беспроводное соединение выйти в Интернет и загрузить обновления с любимого сайта.
Как правило, изображение всегда строится из микроскопических трехцветных ячеек, которые тройками объединены в смысловые пиксели. Однако фирма Universal Display Corporation представила собственную разработку – SOLED (Stacked OLED). С использованием OLED-диодов стало возможным группировать ячейки не в горизонтальной плоскости, а в вертикальной. В результате каждый пиксель представляет собой «сэндвич» из ячеек красного, зеленого и синего цвета, расположенных друг над другом. Преимущества такой архитектуры очевидны.
Во-первых, теперь даже гигантские панели с низким разрешением можно рассматривать и с близкого расстояния, ведь если то же самое попробовать со стандартным экраном, то увиди лишь хаотичный набор трехцветных фигур.
Во-вторых, появилась возможность увеличить разрешение матрицы практически в три раза, не уменьшая геометрический размер самих ячеек.
В-третьих, SOLED обеспечивает значительно более качественную цветопередачу.
Совместное предприятие Sharp и Pioneer продемонстрировало первую в мире панель двойного излучения (double - emission), изображение на которой видно сразу с обеих сторон. Уже в скором времени предполагается использовать подобные дисплеи для мобильных телефонов-раскладушек одновременно в качестве внутреннего и внешнего дисплея. Можно предположить, что в перспективе такие панели смогут обеспечить, казалось бы, невозможный угол обзора в 360 градусов!
В другой разработке применяются одновременно технологии LCD и OLED. А именно, в ЖК - матрице вместо стандартной лампы используются OLED-диоды. Возможно, такие разработки помогут обеспечить плавный переход к новым поколениям дисплеев.
Помимо технологии OLED существуют и другие подходы к созданию гибких дисплеев.
Компания Intel подала заявку на патент собственной технологии гибких дисплеев (Рис. 4).
В разработке Intel используются гибкие непроводящие пластины, между которыми находятся маленькие элементы (пиксели), отражающая способность которых зависит от создаваемого магнитного поля. Каждый элемент состоит из гибкого кольца, внутри которого находятся маленькие намагниченные частицы. Частицы могут иметь внешнюю окраску, это позволяет создавать цветные дисплеи комбинацией нескольких элементов в один пиксель. Дисплей использует отраженный свет, но технология не ограничивает возможность применения внешней подсветки. Электричество, судя по рисунку, будет подводиться непосредственно к каждому кольцу.
Сфера применения гибкой бумаги очень широка — от «умных» этикеток до дисплеев портативных гаджетов.
Рис. 4. Технология Intel в области гибких дисплеев
По технологии OLED изготавливаются яркие и экономичные дисплеи. Они могут быть достаточно тонкими и гибкими. Однако до сих пор производятся только небольшие дисплеи, например, для мобильных телефонов. Это ограничение в основном определяется особенностями прозрачного электрода.
Все OLED-дисплеи состоят из органического полупроводникового слоя, зажатого между двумя электродами, один из которых должен быть прозрачным, чтобы не препятствовать испусканию света. В настоящее время его изготавливают из оксида индия и олова (ITO, indium tin oxide). Этот хрупкий материал не позволяет изготовить гибкие дисплеи большой площади.
Исследователи из Мичиганского университета (США) разработали принципиально новый электрод. Он представляет собой сетку из металлических проводов, достаточно тонких, чтобы не препятствовать распространению света.
Сетка образована медными, золотыми и серебряными проводами толщиной 120 или 200 нм. Размеры прямоугольных ячеек сетки составили 0,5 × 10 мкм. Сопротивление структуры оказалось меньше, чем у слоя ITO.
Электрод был изготовлен по технологии наноразмерной печати, а потом был перенесен на подложку гибкого дисплея. Изменяя ширину и толщину (высоту проводящего слоя над поверхностью подложки) проводов, можно варьировать прозрачность и сопротивление сетки. Чем уже электроды, тем более прозрачен электрод и больше сопротивление. Увеличение толщины в свою очередь снижает сопротивление и незначительно влияет на прозрачность. Таким образом, можно варьировать эти два параметра в широких пределах.
Компания LG Philips LCD, совместное предприятие LG и Philips, сообщает о разработке оригинальной технологии изготовления гибких дисплеев, которые будут заметно дешевле в производстве современных устройств на основе массивов органических светодиодов. Уникальность дисплеям придает неожиданный подход к формированию картинки - при помощи жидкости с растворенным красящим веществом. Технология запатентована.
В качестве пикселя в "жидкостных" дисплеях используется массив микроячеек, в которых помещена жидкость с растворенным непрозрачным веществом. К каждой ячейке подведены два электрода для управления прозрачностью - при приложении определенного потенциала к электродам вещество покидает жидкость, обнажая дно ячейки, окрашенное в определенный цвет.
Жидкие кристаллы экрана весьма чувствительны к деформации на изгиб (надавите на экран калькулятора, и вы увидите, как цифры начнут расплываться и появится черное пятно). Поэтому специалисты ряда компаний в настоящее время разрабатывают альтернативные технологии, которые позволили бы наладить производство гибких дисплеев. Речь идет, в частности, о технологиях отражающей «электронной бумаги» и органических светодиодов.
Дисплеи на основе электронной бумаги сохраняют изображения и при отключении питания. Отражающие дисплеи в отличие от ЖК - экранов не требуют подсветки и могут широко использоваться вне помещений. Первое поколение подобных устройств используются в качестве вывесок, ценников на магазинных полках, а также элементов оборудования для чтения электронных книг.
Как бы то ни было, сегодня гибкие дисплеи по-прежнему находятся либо в стадии проектирования, либо на этапе создания прототипа и концептов. Это относится как к электронной бумаге, так и к устройствам на основе светодиодов. Однако развитие таких технологий откроет множество новых путей развития электронных устройств.