Технология OLED

Федеральное агентство по образованию  Российской Федерации 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования 

«Южно-Уральский государственный университет»

Факультет «Механико-технологический»

Кафедра «Автоматизация механосборочного процесса»

 

 

 

 

 

 

 

 

Технология OLED 
 
РЕФЕРАТ 
по дисциплине «Информатика»

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил, (доцент) 
_______________ Абросимов Е.Н. 
_______________ 20__ г. 

Автор работы 
студент группы МТ-177 
_______________ Сапунов Г.Д. 
_______________ 20__ г. 
 
Реферат защищен 
с оценкой (прописью, цифрой) 
_____________________ 
_______________ 20__ г.

 

 

Аннотация

Сапунов Г.Д. Технология OLED Челябинск ЮУрГУ МТ-177 c количеством иллюстраций – 1, библиографической литературы 3 наименований.

Цель реферата – отразить процесс разработки, создания и использования технологии OLED.

Задачи реферата – изучить методы и причины создания технологии OLED. Сравнить данную технологию с другими подобными, и найти её достоинства и недостатки. Выяснить, что явилось причиной создания исследуемой технологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

введение

 

Мы живём в XXI веке. Веке развитых технологий, и под частую мы не в состоянии уследить за новинками в области электроники. Однако все мы пользуемся теми или иными техническими приспособлениями, и почти у каждого из них должна быть функция вывода информации. Зачастую это какой-либо экран или дисплей. В настоящее время наибольшее распространение имеют LCD-дисплеи, но прогресс не стоит на месте и теперь никого не удивит, что постепенно эти дисплеи, выполненные по этой технологии, будут вытеснены своим прямым конкурентом – дисплеями, выполненными по технологии OLED.

1.ОБЗОР ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ

 

Для создания данного реферата мною были использованы такие поисковые системы как Google и Яндекс.

 

1.1Google

 

Поисковая система Google была создана  в качестве учебного проекта студентов  Стэнфордского университета Ларри  Пейджа и Сергея Брина. Они в 1996 году работали над поисковой системой BackRub, а в 1998 году на её основе создали поисковую систему Google.

Хотя корпорация была основана 4 сентября 1998 года, а домен Google.com зарегистрирован 15 сентября 1997 года, поисковик (с 2000 года) иногда отмечает свой день рождения и  в другой день: как 7, так и 27 сентября.

Название Google произошло от неправильного  написания слова Гугол (Googol) Сергеем  Брином, которое означает десять в  сотой степени. Крупнейшая поисковая система, принадлежащая корпорации Google Inc.

Первая по популярности (79.65 %), обрабатывает 41 млрд. 345 млн. запросов в месяц (доля рынка 62,4 %), индексирует более 25 миллиардов веб-страниц, может находить информацию на 191 языке (c 15 октября 2009).

Поддерживает поиск в документах форматов PDF, RTF, PostScript, Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint и других.

 

1.2 Яндекс

 

Поисковая система «Яндекс» является седьмой среди крупнейших поисковых  сайтов мира по количеству обработанных поисковых запросов (2,413 млрд, статистика за ноябрь 2010 года).

Поисковая система Yandex.ru была официально анонсирована 23 сентября 1997 года, и первое время развивалась в рамках компании CompTek International. Как отдельная компания «Яндекс» образовался в 2000 году.

В 1988 году предприниматель и программист  Аркадий Волож основал фирму CompTek, продававшую персональные компьютеры и занимавшуюся автоматизацией рабочих мест. Также Волож интересовался алгоритмами обработки данных, и его заинтересовала возможность написания приложения, которое могло бы осуществлять поиск информации в больших объёмах текста, учитывая морфологию языка. Совместно со специалистом по компьютерной лингвистике Аркадием Борковским он основал в 1989 году компанию «Аркадия». После 1990 года сотрудники «Аркадии» написали информационно-поисковые системы «Международная классификация изобретений» и «Классификатор товаров и услуг». В последующие три года они продавались НИИ и патентным организациям.

В 1993 году «Аркадию» присоединили к CompTek, в которую ранее пришёл школьный друг Воложа программист Илья Сегалович. В том же году была создана программа для поиска на жестком диске компьютера. Программу назвали «Yandex». Сотрудничая с Институтом проблем передачи информации, CompTek создала словарь с поиском, который учитывал морфологию русского языка. В 1994 году был создан «Библейский компьютерный справочник».

В 1995 году было принято решение  об использовании поискового приложения для сети Интернет. Сначала оно  работало с ограниченным числом ресурсов, а позже со всем русскоязычным  сегментом Интернета.

На сегодняшний день Яндекс — крупнейшая российская поисковая система и интернет-портал. По данным Liveinternet за июнь 2012 года, доля Яндекса на поисковом рынке — 60,5%. Яндекс присутствует также в Украине, Казахстане, Беларуси и Турции. Главная задача Яндекса — отвечать на вопросы пользователей. Всех, всегда и везде.

2. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ OLED

 

Французский учёный Андрэ Бернаноз (André Bernanose) и его сотрудники открыли электролюминесценцию в органических материалах в начале 1950-х, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким плёнкам красителя акридинового оранжевого и хинакрина. В 1960 году исследователи из компании Dow Chemical разрабатывали управляемые переменным током электролюминесцентные ячейки, используя легированный антрацен. Сама же технология OLED (Organic Light Emitting Diode) сравнительно молодая – о ней впервые заговорили менее двадцати лет назад. Тогда, в 1987 году, двумя исследователями из компании Kodak Чином Тангом и Стивом ван Слайком был продемонстрирован новый класс органических соединений, которые прекрасно подходили для создания тончайших светодиодов. Особенности этих материалов заключались в том, что при пропускании через них электрического тока, они начинали испускать весьма яркий свет. В 1989 году собственными исследованиями над электролюминесцентными материалами занялись также ученые из Кембриджского университета, которые впоследствии организовали одну из крупнейших фирм по производству OLED-устройств – Cambridge Display Technology. Разработанная технология очень быстро проскочила этап от первых научных исследований до появления работоспособных устройств. Для сравнения, между открытием жидких кристаллов как вещества и появлением первых прототипов индикаторов на их основе прошло без малого восемьдесят лет. Первое серийное устройство с OLED-дисплеем появилось на свет в 1998 году, это была автомагнитола с монохромным (желто-черным) экранчиком размером 256х64 точек. Первый полноцветный дисплей был представлен годом позже, и с тех пор совершенствование технологии уже не останавливалось ни на минуту. На сегодняшний день к разработкам в данной сфере подключились практически все крупные производители дисплеев, так что насчет скорого перехода на новую технологию уже не возникает и вопросов.

3. ПРИНЦИП РАБОТЫ

 

Технология OLED-дисплеев во многом напоминает LCD. Экран точно так же представляет собой матрицу из однотипных ячеек, где каждый OLED-излучатель напоминает своеобразный бутерброд. Снизу находится стекло (или другая подложка), на него наносится слой прозрачного анода, за ним следует слой органического вещества и сверху все это накрывается катодом.

Рисунок 1 - схема 2х слойной OLED-панели: 1. Катод, 2. Эмиссионный слой, 3. Испускаемое излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод

Конечно, такая схема довольно условна  и допускает различные вариации, например, нередко между анодом и  светоизлучающим слоем добавляют  еще один дополнительный органический слой. При подаче напряжения анод и катод начинают одновременно инжектировать дырки (положительные заряды) и электроны (отрицательные заряды) в органический слой, где происходит их рекомбинация, в результате чего выделяется энергия, большая часть которой высвобождается в форме света. При этом такая структура имеет очень высокий коэффициент полезного действия, так как основная часть энергии тратится непосредственно на свечение. А отсюда следует и весьма низкое энергопотребление. Также оказалось крайне просто управлять яркостью, которая напрямую зависит от величины напряжения. Минимальное свечение начинается при напряжении от 2-2.5 В, а при 10 В яркость достигает уже 1000 кд/кв.м (кандел на квадратный метр).

По способу  адресации ячеек OLED-дисплеи, так же как и LCD, делятся на активные и пассивные. Сначала появились пассивные матрицы. В них каждая ячейка находится на пересечении строк и столбцов, представляющих собой аноды и катоды. При подаче напряжения одновременно на один из анодов и катодов, через ячейку, находящуюся на их пересечении, начинает течь ток, и она, соответственно, начинает светиться. Однако минусы пассивных матриц просто очевидны: постоянно требуется подавать довольно высокое напряжение, при этом качество изображения остается на низком уровне, а при попытках создать дисплеи с высоким разрешением возникают определенные технологические затруднения. Поэтому сейчас пассивные матрицы остались лишь в устройствах, в которых просто не требуется высокого качества картинки. Гораздо более привлекательно смотрятся активные матрицы на тонкопленочных транзисторах (TFT). На этот раз каждая ячейка уже обслуживается отдельным транзистором, на него достаточно всего лишь однократно подать напряжение, которое будет поддерживаться на заданном уровне до тех пор, пока не будет направлена новая команда. При такой реализации сразу повышается качество изображения, уменьшается время отклика и пороговое напряжение, однако тут же увеличивается и себестоимость.

Для создания полноцветного изображения каждый пиксель, как и во всех современных дисплеях, формируется из трех ячеек: красного, зеленого и синего цвета. Но, в отличие от LCD, задавать цвет каждой из них можно двумя принципиально разными способами. Проще всего сделать все светодиоды белыми, а цвет конкретной ячейки определять выбором одного из трех светофильтров, собственно, как это и делается в LCD-мониторах. Но ведь OLED-диоды испускают свет самостоятельно, причем с изменением химического состава органического материала изменяется и длина волны испускаемого света (именно по длине волны человеческий глаз опознает цвет). Таким образом, достаточно выбрать всего лишь три материала, дающих максимально чистый свет из красного, зеленого и синего диапазона, и использовать каждый из них для соответствующей ячейки, тогда не потребуется никаких светофильтров, и толщину экрана можно будет сделать еще меньше. К сожалению, у такого подхода есть небольшой минус, заключающийся в том, что различные материалы отличаются не только длиной волны испускаемого света, но и долговечностью. В частности, хуже всего обстоят дела у «синих», которые выдерживают не более десяти тысяч часов – для сравнения, «зеленые» и «красные» могут продержаться до сорока тысяч. Но производители клянутся серьезно поработать над увеличением данных показателей.

Кстати, органика – крайне капризное вещество, любой контакт с окружающей средой не предвещает ничего хорошего. При попадании влаги ячейка просто-напросто разбухает, а при взаимодействии с кислородом – окисляется, что в любом случае ведет к нарушению работоспособности. Поэтому OLED-излучателю требуется обеспечить стопроцентную герметизацию.

4. ПРОИЗВОДСТВО

 

Все OLED-панели делятся на два класса по типу используемых органических материалов: микромолекулы (Small Molecular OLED – SMOLED) и  полимеры (Polymer OLED – PLED). В первом случае при производстве органические частицы конденсируются из пара по специальной теневой маске. Такой способ довольно сложен и требует дорогостоящего оборудования, однако обеспечивает лучшие характеристики конечного продукта. Сторонниками этого метода являются Kodak, Sanyo, Pioneer и другие. Во втором случае частицы наносятся уже в жидком виде. Для этого можно использовать на выбор сразу несколько стандартных технологий, да и оборудование обходится существенно дешевле. Причем недавно был даже найден способ напылять полимер при помощи модифицированных струйных принтеров. Продвижением этой технологии занимаются фирмы Cambridge Display Technology, Epson, Intel, Philips и другие. Кстати, как ни странно, по внешнему виду определить, к какому классу принадлежит дисплей, практически невозможно, и все различия носят исключительно внутренний характер.

Стоит еще отметить исключительную особенность OLED в том, что дисплеи  не обязательно создавать монолитными. Несколько панелей могут быть объединены в единую, причем место состыковки будет практически незаметным. Подобные решения были продемонстрированы, в том числе, компанией Sony на примере дисплея, состоящего из четырех «частей».

На данный момент сложно давать прогнозы по поводу стоимости будущих мониторов, но ожидается, что при длительном крупносерийном производстве цена на готовый дисплей окажется примерно в три раза меньше, чем у LCD. Во многом это обуславливается тем, что для изготовления одного OLED-монитора требуется меньшее количество технологических операций и затрачивается меньше материалов. К тому же из-за определенного конструктивного сходства между OLED и LCD не потребуется создавать новые производственные линии, а можно будет ограничиться лишь некоторым переоборудованием существующих. Единственное, что на сегодняшний день откровенно не устраивает производителей – так это высокий процент брака.

5.ПРЕИМУЩЕСТВА

 

Как оказалось, технология OLED практически  по всем параметрам заметно опережает LCD, причем теперь при описании характеристик  дисплея даже отпадает необходимость указывать некоторые привычные параметры. В частности, время отклика у OLED равняется 10 микросекундам, что примерно в 1000 раз меньше, чем у современных LCD-панелей. Уловить такое «запаздывание» человеческий глаз не способен чисто физиологически. К тому же угол обзора у последних OLED-экранов составляет практически 180 градусов, при этом даже у одних из самых первых моделей этот параметр был не менее 160 градусов. Также не отстают показатели яркости и контрастности. Предельная яркость может достигать астрономических 100’000 кд/кв.м (конечно, в стандартных панелях этот параметр будет ограничиваться меньшим значением), причем ее можно свободно изменять в широком диапазоне, при необходимости имеется возможность даже понижать ее всего до нескольких кандел. А контрастность даже у существующих моделей находится на уровне 5000:1. В частности, такой высокий показатель достигается благодаря тому, что органические светодиоды способны абсолютно точно передавать черный цвет, что просто соответствует выключенному состоянию. Плюс ко всему, OLED-панели адекватно переносят разброс температур: они способны функционировать при температурах от минус 40 градусов по Цельсию до плюс 70 (в некоторых случаях выдерживают даже 100). Для LCD-индикаторов нахождение на холоде откровенно нежелательно, и обойти это можно, лишь используя различные ухищрения, наподобие внутреннего подогрева. Кстати, устойчивость к различным температурам особенно критична, к примеру, в автомобильной отрасли, где также собираются активно применять OLED.