10. Вопрос: Охарактеризуйте принципы работы высококонтрастных цветных плоских экранов.

Ответ:

В последнее время чрезвычайно быстро развиваются разработки органических светодиодов (OLED - organic light emission diodes). Так, с 1995 по 1997 г. световая эффективность устройств на основе производных пиразолхинолина и алюминий-гидроксихинолина с антраценовыми добавками выросла с 0,4 - 1,85 лм/Вт до 4 лм/Вт, а пиковая яркость с 4000 - 10 000 кд/м2 до 50 000 - 75 000 кд/м2, а в настоящее время

значения этих параметров достигли 10-20 лм/Вт и 200 000 кд/м2. Технология изготовления органических светодиодных мониторов (OLEDs — Organic Light-Emitting

Diode displays), или LEP-мониторов (LEP — Light Emission Plastics — светоизлучающий пластик), во многом похожа на технологии изготовления ЖК- и ТПЭЛ-мониторов, но экран изготавливается из специального органического полимера (пластика), обладающего свойством полупроводимости. При пропускании электрического тока такой материал начинает светиться. OLED-дисплеи имеют определенные преимущества по сравнению, например, с ЖК-дисплеями с подсветкой. Они светоэмиссионные по природе и не требуют задней подсветки. Для OLED-дисплеев не нужны встроенные цветные фильтры и поляризационные пленки. Их конструкция может быть очень тонкой и легкой, а технология производства — дешевле, чем технология ЖК-дисплеев. OLED-дисплеи имеют высокую яркость, контраст и разрешение. Лучше, чем у ЖК-дисплеев, быстродействие и больший (свыше 160°) угол обзора. Потребляемая OLED-дисплеями мощность меньше, чем у аналогичных по формату ЖК- дисплеев с задней подсветкой, низкое рабочее напряжение (до 4 В), а изображение сохраняет высокий

контраст как в темноте, так и на свету. Благодаря этим достоинствам OLED-дисплеи становятся весьма привлекательными для их использования в портативных приборах, начиная от электронных игрушек и заканчивая сотовыми телефонами, PDA и ноутбуками.

У OLED-дисплеев есть и существенный недостаток — малая долговечность. Слой органического материала деградирует со временем, и яркость свечения уменьшается. Реальная долговечность OLED, достигнутая на 2001 г., для зеленого цвета — 10 тысяч часов, для красного — 4 тысячи часов, а для синего — всего 700 часов. Тем не менее уже налаживается промышленный выпуск OLED-дисплеев с небольшим ресурсом. Предполагается, что при использовании в сотовых телефонах для экономии ресурса батарей дисплей будет включаться на непродолжительное время и достигнутого ресурса должно хватать на время эксплуатации прибора. Следует также учесть и тот факт, что моральное старение сотового телефона и вывод его из эксплуатации может произойти гораздо раньше, чем кончится физический ресурс OLED-дисплея.

2.2.2.2.2.1. Конструкция oled-дисплея

Конструкция как пассивно, так и активно-адресуемых OLED-дисплеев во многом напоминает конструкцию ЖК-дисплеев. Вместо жидкого кристалла в OLED используется полимерная пленка с особыми свойствами. OLED, в отличие от ЖК-дисплея, является токовым, а не полевым прибором: яркость свечения изображения определяется силой тока, протекающего через элемент, и не зависит от напряжения. В отличие

от ЖК-дисплея, светомодулирующего устройства, OLED является светоэмиссионным устройством. Элементом изображения в OLED-дисплее является органический микросветодиод. Органический слой находится между ортогональной системой электродов — катодов и анодов (рис.2.115). Со стороны анода органический слой имеет прозрачную зону транспортировки дырок, затем эмиссионную зону, где и происходит процесс светоиспускания в результате рекомбинации дырок и электронов, и, наконец, электронную транспортную зону. В качестве материалов для катодного (светоотражающего) слоя обычно используются Li - Аl или Mg - Ag. Анодный слой — прозрачная пленка ITO (In2O3). Между слоем ITO и зоной, поставляющей дырки, может присутствовать буферный слой.

Рис. 2.115. Конструкция OLED-дисплея с пассивной адресацией

В отличие от данной упрощенной схемы, в реальных структурах могут вводиться дополнительные слои для повышения квантовой эффективности выхода, уменьшения деградации полимерной пленки и т. д. В процессе рекомбинации дырок и электронов не все излучение производится в видимом спектре. Для увеличения эффективности квантового выхода в состав полимера могут быть введены флюоресцирующие

добавки, которые часть невидимого излучения преобразуют в видимый диапазон. С целью уменьшения фликкер-эффекта при развертке вводятся также фосфоресцирующие добавки.