Статья II.Технологии для изготовления гибких дисплеев

• Electronic Ink (E Ink)

• OLED

• Жидкие кристаллы

• QD (Quantum Dot)

Рисунок 3 – Электронная газета на основе гибкого дисплея

3.1 Технология Electronic Ink

_{Пока ученые обсуждают, сможет ли цифровая печать заменить обычную бумагу, или будет ли печать с переменными данными успешной, электронные медиа могут выйти на первый план.}

_{Так называемые, electronic ink технологии (рисунок 4) уже нашли применение в США. Название electronic ink, дословно означающее электронная краска, иногда вводит в заблуждение из-за своей неточности. На самом деле это название очень тонких гибких дисплеев с такими же визуальными характеристиками (контрастность, визуальный охват и т. п.), как у печатной бумаги (paper-like). Эти дисплеи названы так по имени их разработчика — американской фирмы — Electronic Ink (E Ink).}

_{Рисунок 4 – Технология E ink}

3.2 OLED

_{Недавно в США разработаны органические светодиоды OLED (organic light-emitting diodes), которые представляют собой тонкие светящиеся пленки для визуализации полноцветных, анимационных и видеоизображений (рисунок 5). Эти гибкие дисплеи потребляют очень мало энергии и могут работать от батареек.}

_{Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) — органический светоизлучающий диод) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток.}

_{Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев.}

_{Преимущества:}

1. _{Яркость}

2. _{Контрастность}

3. _{Углы обзора}

4. _{Энергопотребление}

_{Недостатки:}

1. _{Маленький срок службы люминофоров некоторых цветов (порядка 2-3 лет)}

2. _{Как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев}

3. _{Дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц}

3.3 Жидкие кристаллы

_{Компания Kent Displays Inc. (KDI) вместе с Кентским Государственным Университетом разработали линию производства гибких дисплеев, которая может значительно изменить представления о ЖК-технологии. Новые гибкие ЖК-дисплеи имеют низкое энергопотребление, что позволяет их использовать в кредитках, информационных этикетках для различных товаров и т.д. (рис 5).}

_{В настоящее время подавляющее большинство жидкокристаллических дисплеев вырезается из больших листов стекла и затем обрабатывается поштучно. Новая технология позволяет в качестве основы использовать рулоны специальной плёнки, покрытой пластиком, и делать из неё сразу несколько ЖК-дисплеев.}

_{"В производстве гибких жидкокристаллических дисплеев это гигантский скачок вперед", ─ говорит д-р Альберт Грин (Albert Green), главный исполнительный директор KDI.}

_{Рисунок 5 – Гибкий дисплей, созданный с помощью жидких кристаллов}

Раздел II.1 Инновационная технология в области создания гибких дисплеев

_{Химики сделали важный шаг на пути создания недорогих гибких печатающихся органических электронных дисплеев. Предложенная недавно идея может стать революционной в усовершенствовании современных технологий производства электронных устройств на основе органических тонких пленок}

_{Японские ученые из Ehime University (Матсуяма) во главе с Тетсуо Окуджимой (Tetsuo Okujima) и Нобору Оно (Noboru Ono) разработали новый метод синтеза тонких фталоцианиновых (Pc) и нафтолоцианиновых (Nc) пленок, не требующий применения дорогостоящей технологии с использованием глубокого вакуума. (Soluble precursors of 2,3-naphthalocyanine and phthalocyanine for use in thin film transistors).}

_{Нерастворимые полупроводниковые тонкие пленки можно нанести, используя растворенный прекурсор и spin-coating технологию, с последующим термическим удалением введенных для увеличения растворимости функциональных групп. Spin-coating – вращательная технология с применением центрфугирования, позволяющую жидкости равномерно растечься по поверхности – один из методов нанесения тонких пленок}

_{В изначально нерастворимые Pc и Nc ученые-синтетики ввели повысившие растворимость заместители, после чего растворенные в органической среде соединения нанесли на стеклянные планшеты. После испарения растворителя на поверхности стекла образуются тонкие пленки соединений, при нагревании которых в результате циклизации по классической реакции Дильса-Альдера образуются летучие соединения и происходит снятие добавленных для увеличения растворимости функциональных групп. Остающиеся на поверхности пленки представляют собой полупроводниковое покрытие и совершенно нерастворимы.}

_{По такой технологии ученые изготовили экспериментальные образцы органических полевых транзисторов (organic field-effect transistor, OFET), которые являются важнейшими компонентами гибких органических электронных дисплеев. Подобные устройства уже начали появляться на рынке, но их внедрение пока очень затруднено из-за высокой себестоимости, что в данном случае в первую очередь определяется стоимостью производства.}

_{Разработчики новой технологии сообщают, что их работа поможет сделать производство органической электроники не только дешевле, но и технологически менее сложным, поскольку вращательный (spin-coating) способ нанесения жидкого прекурсора обеспечивает ровное покрытие большой площади поверхности.}

3.5 QD (QUANTUM DOT)

QD (Quantum dot) – это прогрессивная технология для производства гибких дисплеев. Она основана на свойствах некоторых материалов излучать электромагнитную волну в видимом спектре в зависимости от размера излучающей крупицы. Сложность и дороговизна производства ограничивало использование данной технологии в промышленности.

Однако корейские ученые нашли способ облегчить этот процесс и сделать его более доступным. Используемая ранее технология предполагала напыление квантовых точек (полупроводниковых нанокристаллов) на основу, подобно работе чернильно-струйного принтера, при этом получались низкокачественные дисплеи, в том числе из-за негативного воздействия органических растворителей.

Однако исследователь из корейского Института Прогрессивных Технологий Бьон Льонг Чой обнаружил, что при использовании специальных кремниевых пластин для штамповки рядов точек из селенида кадмия, удается избежать использования растворителей перед прессовкой их (точек) на стеклянную подложку для формирования RGB пикселей. Такое объяснение хоть и звучит достаточно просто, однако реализовать такую технологию на квантовом уровне очень проблематично. Ученым понадобилось три года, чтоб найти подходящие скорости, давления и другие настройки для 100% эффективности переноса полупроводниковых точек а подложку. Результатом этой кропотливой исследовательской работы является 10 см полноцветный дисплей, яркость свечения красных пикселей которого, по словам исследователей, на 50% превышает яркость аналогов, произведенных по всем другим конкурирующим технологиям. При этом достигается гораздо большая эффективность преобразования электрической энергии в свет, и максимум до 70% достигается на красных пикселях.

Полученный дисплей удалось согнуть без видимых дефектов, что должно позволить в будущем применять эту технологию производства QD-дисплеев, которая обещает быть дешевой и практичной, во многих устройствах. Разработчики считают, что небольшие дисплеи для мобильных телефонах могут быть применены для промышленного использования уже через три года, а для более масштабных проектов придется подождать дольше.

Преимущества таких дисплеев в их большей энергоэффективности (это позволит батарее работать дольше), лучшем качестве цветопередачи, яркости и четкости изображения.