Технология OLED дает множество новых возможностей: позволяет вывести изображение на гибкий экран, на миниатюрный дисплей, на плоский и прозрачный экран, наклеенный на окно, добиться низкого энергопотребления при четком изображении и пр. В статье рассказано о новых разработках компаний, совершенствующих эту технологию.
Сегодня дисплейные модули и монохромные индикаторы, произведенные по технологии OLED (от англ. Organic Light-Emitting Diode – органический светодиод), завоевывают все больше места на рынке дисплейной продукции, вытесняя из новых электронных разработок традиционные символьно-графические жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) и LCD-дисплеи.
В настоящее время OLED-дисплеи выпускаются с двумя различными видами матриц, которые различаются по типу адресации ячеек, то есть по способу формирования света пикселей.
PMOLED (рис. 1) – матрицы с пассивной адресацией ячеек. В них, как и в старых телевизорах с электронно-лучевой трубкой, каждый пиксель находится на пересечении строк и столбцов. Подача напряжения на ячейку, находящуюся на пересечении соответствующей строки и столбца, заставляет ее светиться. Плюсом таких матриц служит относительная простота изготовления, а соответственно и низкая цена. Минусом этого подхода является тот факт, что за один такт можно заставить светиться только один пиксель, что препятствует созданию больших цветных дисплеев с высоким разрешением. Хотя матрица PMOLED несложна в производстве, она потребляет больше энергии, чем второй тип матриц OLED. Лучше всего такой вариант подходит для дисплеев небольшого размера (с диагональю 2–3 дюйма) в мобильных телефонах, КПК и MP3-плеерах. Впрочем, дисплеи PMOLED потребляют меньше энергии, чем жидкокристаллические сопоставимого размера.
Рис. 1. Устройство матрицы PMOLED
AMOLED (рис. 2) – матрицы, применяющие активную адресацию ячеек, основанную на применении тонкопленочных транзисторов (TFT). Здесь каждому пикселю соответствует отдельный транзистор, как у современных LCD-телевизоров и мониторов. При таком подходе напряжение можно подать сразу на любое необходимое количество пикселей. Плюсом такого подхода является высокое качество получаемой картинки, низкое время отклика пикселя, а также более низкое по сравнению c PMOLED-матрицами энергопотребление. Минус же пока – в высокой стоимости производства и, как следствие, цене готовых изделий. AMOLED потребляет меньше энергии и поэтому может в перспективе использоваться в дисплеях с большой диагональю: в мониторах, телевизорах, рекламных билбордах и т. п.
Рис. 2. Устройство матрицы AMOLED
Большинство современных производителей OLED-панелей при их производстве переходят на прогрессивную технологию безвакуумного нанесения полимера на несущую подложку взамен первоначального дорогостоящего метода вакуумного осаждения органических материалов из жидкой или газообразной (пар) фазы.
Рис. 3. Наглядное сравнение качества изображений на дисплеях с матрицами TFT и OLED:
а – более яркие и насыщенные цвета изображения у матрицы AMOLED;
б – широкий угол обзора на дисплее с матрицей AMOLED;
в – высокая контрастность изображения OLED-дисплеев;
г – низкое энергопотребление OLED при передаче более четкого изображения
Новая технология струйной печати органического светоизлучающего слоя, разработанная компаниями Seiko Epson («Сейко Эпсон») и Cambridge Display Technology («Кембридж Дисплей Текнолоджи»), позволила в несколько раз снизить себестоимость OLED-продукции и открыла большие перспективы их массового производства. OLED-дисплеи, изготовленные по такой технологии, еще называют дисплеями LEP (от англ. Light-Emitting Polymer – «светоизлучающий полимер»).
Особо стоит отметить, что методом струйной печати можно наносить полимер на гибкую подложку, что положило начало FOLED-дисплеям (рис. 4), то есть гибким OLED-дисплеям.
Рис. 4. Samsung Electronics уже четыре года назад сумел представить на практике
возможности применения FOLED-дисплеев
В этом случае перед разработчиками электроники открываются поистине безграничные просторы для применения технологии OLED.
В то же время поддержка производителями OLED-дисплеев старых стандартов ЖКИ (габаритные размеры, соответствие сигналов на выводах разъема) позволяют изготовителям электроники проводить модернизацию уже выпускаемой продукции с минимальными схемными доработками и без изменения общей первоначальной конструкции устройства, замещая в своем оборудовании устаревающие и менее надежные ЖК-дисплеи. В этом случае значения положительных технических характеристик данного изделия увеличиваются в несколько раз:
- температурный диапазон OLED находится в пределах –40…85 °C;
- в отличие от ЖК-индикаторов контрастность OLED выше на несколько порядков – 2000: 1 вместо 5–10: 1 для ЖКД;
- время отклика OLED не увеличивается при низких температурах;
- нет зависимости яркости дисплея от угла обзора;
- минимизируется потребление энергии данным устройством.
Так, у тайваньской компании RAYSTAR («Рэйстар») находятся в производстве одновременно две альтернативные линейки дисплеев: современные OLED и еще востребованные ЖКИ. К примеру, OLED-дисплей REC000802A идентичен по своим размерам, распиновке разъема, уровням входных сигналов давно выпускаемому символьному ЖКИ RC0802A1 (рис. 5).
Рис. 5. Дисплеи производства компании RAYSTAR
OLED-технология позволяет существенно уменьшать размеры дисплейных модулей без ощутимой потери качества передаваемого изображения.
В широком ассортименте серийной продукции компании WSI (WiseChip – «УайзЧип») присутствует монохромный OLED-дисплей UG‑6448HLBEG03 с размером экрана 0,66 дюйма (рис. 6).
Рис. 6. OLED-дисплей UG‑6448HLBEG03 производства компании WSI
А не так давно компания RAYSTAR представила на рыке свою новую разработку – двухцветный (желто-голубой) дисплей OLED REX012864MX с диагональю экрана 0,96 дюйма (рис. 7).
Рис. 7. Дисплей OLED REX012864MX производства компании RAYSTAR
Часть производителей дисплеев, учитывая перспективность OLED-технологий, полностью перепрофилировала свое производство на выпуск только данного вида продукции. Одной из таких является тайваньская компания PITEK Co., Ltd.
PITEK («Питек») активно занимается разработкой и выпуском графических AMOLED-дисплеев, которые можно использовать в различных информационных брелоках.
Пока самый миниатюрный из этой серии – дисплей PA320320A25CTP (рис. 8) с диагональю 1,66 дюйма, форматом изображения 320 × RGB × 320, с поддержкой 16,7 млн цветов.
Рис. 8. Дисплей PA320320A25CTP производства компания PITEK
Что касается перспектив развития OLED-технологии, то в ближайшем будущем стоит ожидать полномасштабного выпуска встраиваемых и отдельно выпускаемых OLED-экранов. Перспективными сферами применения OLED считаются:
- не плоские и искривленные экраны;
- сворачиваемые экраны OLED-телевизоров;
- прозрачные встраиваемые в окна OLED-дисплеи;
- прозрачные OLED-дисплеи в стеклах автомобилей;
- осветительные OLED-приборы и многое другое.
Подробнее с техническими характеристиками представленных видов OLED-дисплеев можно ознакомиться на сайтах производителей или на сайте группы компаний «Компонента» по адресу: www.komponenta.ru/displays.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(59)_2015
А.А. Павленко,
инженер электронной техники,
e-mail: info@komponenta.ru,
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")