Postęp w wyświetlaczach OLED na przykładzie firmy Winstar

Technologia OLED (Organic Light Emitting Diodes) pozwala na tworzenie płaskich struktur, emitujących światło. Wyświetlacze OLED składają się z szeregu cienkich warstw materiałów organicznych, umieszczonych pomiędzy dwoma przewodnikami. Po podłączeniu źródła prądu elektrycznego, struktura taka emituje jasne światło.

Ponieważ struktury wyświetlaczy złożonych z diod organicznych same są źródłem światła, nie wymagają podświetlenia i w związku z tym są cieńsze, a nawet bardziej energooszczędne niż wyświetlacze LCD. Co więcej, OLED-y mogą być monochromatyczne, np. niebieskie, jasno niebieskie, zielone, żółte, bursztynowe, pomarańczowe, czerwone lub białe, dwukolorowe, np. żółto pomarańczowe albo wyświetlać pełną paletę barw. Należy też zaznaczyć, że istnieją dwa rodzaje matryc OLED-owych, aktywne (AMOLED) i pasywne (PMOLED) i różnią się one między sobą głównymi obszarami zastosowań.

Różnice pomiędzy matrycami

Wyświetlacze AMOLED, wyposażone w matryce TFT, to modele bardziej zaawansowane, o większych możliwościach i w związku z tym są stosowane w najbardziej wymagających technologicznie urządzeniach, takich jak np. telefony komórkowe. Obecnie to firma Samsung jest liderem, zarówno w produkcji, jak i w aplikacji tego typu wyświetlaczy. Są one instalowane we wszystkich produktach flagowych firmy, takich jak serie telefonów Galaxy S i Galaxy Note. Wyświetlacze AMOLED są także używane w aparatach cyfrowych, radiach samochodowych oraz systemach multimedialnych i sprzęcie przenośnym.

Wyświetlacze PMOLED cechują się natomiast bardzo niskim poborem mocy, przy zachowaniu wysokiej czytelności i jakości obrazu. Sprawia to, że ich popularność objawia się w bardzo wielu różnych aplikacjach, zarówno konsumenckich, jak i przemysłowych, a w tym nawet w urządzeniach medycznych, telekomunikacyjnych czy noszonych (jak np. zegarki). Warto dodać, że dzięki temu, że OLED-y są cienkie i mają względnie prostą budowę, można z ich użyciem tworzyć elastyczne, a nawet przezroczyste wyświetlacze, które powinny pojawić się na rynku już w niedługiej przyszłości.

Zmierzch LCD

Dzięki omówionym cechom OLED-y wypierają wyświetlacze LCD z różnych zastosowań. Wszystko wskazuje na to, że w przypadku małych wyświetlaczy technologia OLED całkowicie zastąpi modele LCD już w niedługim czasie. OLED-y cechują się małym poborem mocy, krótszymi czasami reakcji i lepszym kontrastem niż podobne wyświetlacze LCD. Do tego są jaśniejsze, mają szersze kąty obserwacji oraz są bardziej odporne na trudne warunki środowiskowe. Zakres temperatur pracy wyświetlaczy OLED jest szerszy niż w przypadku LCD.

Wygląda na to, że w pierwszej kolejności wyparte z rynku zostaną małe wyświetlacze alfanumeryczne LCD. Stanie się tak, gdy producenci urządzeń elektronicznych zauważą, jaką przewagę daje im zastosowanie wyświetlaczy wysokiej jakości. Kluczowa zmiana powinna nastąpić w ciągu najbliższych dwóch lat, gdyż obecnie świadomość na temat technologii OLED wzrosła już do odpowiednio wysokiego poziomu, a dzięki usprawnieniu procesów technologicznych koszty produkcji tych wyświetlaczy znacząco spadły.

Materiały i procesy

Postęp technologiczny w OLED-ach obejmuje dwa niemal niezależne elementy: technologię materiałową i procesową. Materiały do wyświetlaczy organicznych są stale unowocześniane, dzięki czemu rośnie ich trwałość. W ostatnim czasie, oprócz materiałów fluorescencyjnych i fosforyzujących, zaczęto także stosować materiały TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescent), które pozwalają na tworzenie wydajnych, małych lub wielkoformatowych ekranów.

Najbardziej problematyczne jest obecnie wytworzenie materiału do emisji światła o odcieniu granatowym, ale i tę trudność udaje się pokonać, np. przez odpowiednie ułożenie subpikseli obok siebie w gotowym wyświetlaczu. Kolor niebieski jest w praktyce najczęściej uzyskiwany z materiału fluorescencyjnego, podczas gdy czerwony i zielony - z fosforyzującego.

Większe zmiany odbywają się jednak w dziedzinie procesów produkcji wyświetlaczy. Materiały już niedługo nie będą naparowywane na podłoże, ale raczej drukowane na nim, co jest procesem znacznie tańszym, a do tego umożliwia łatwe tworzenie matryc o dużych rozmiarach. Ponadto kluczowe jest samo uruchomienie produkcji, które w przypadku linii produkcyjnych opartych na technologii druku OLED okazuje się zdecydowanie mniej kosztowne, niż gdyby wyświetlacze te produkować jak dotychczas.

Współpraca technologiczna

Warto zaznaczyć, że poszczególni producenci często we własnym zakresie dopracowują technologie OLED. Kadra Winstara ma już średnio 8 lat doświadczenia związanego z OLED-ami, co pozwala im na praktycznie samodzielne opracowywanie wytrzymałych materiałów oraz niezawodnych paneli. Jest jedną z pierwszych firm, które wprowadziły na rynek OLED-owe wyświetlacze alfanumeryczne oraz ma własne patenty w tym zakresie.

Winstar produkuje w oparciu o japońskie i niemieckie maszyny oraz stosuje najbardziej surowe zasady inspekcji swoich wyrobów. Cechy te sprawiają, że firma ta może zaoferować swoim klientom nie tylko najwyższą jakość produktów, ale też szybkie dostawy i dostosowanie wytwarzanych modeli wyświetlaczy do wymagań odbiorcy.

Mimo to, ważna jest też współpraca z uczelniami i instytutami naukowymi. Winstar prowadzi wspólne prace z takimi tajwańskimi placówkami, jak NTU (National Taiwan University), NTHU (National Tsing Hua University), NCHU (National Chung Hsin University) i ITRI (Industrial Technology Research Institute).

Pomaga to również w uzyskiwaniu pomocy finansowej ze strony państwa, co Winstarowi udało się już dwukrotnie. Dodatkowo, kooperacja z niemieckimi producentami pozwala lepiej opracowywać nowe technologie materiałowe, co powinno umożliwić w niedalekiej przyszłości wprowadzenie do sprzedaży wspomnianych wcześniej wyświetlaczy elastycznych i przezroczystych.

Przewaga Winstara

Wspomniane kontakty z partnerami technologicznymi oraz długie doświadczenie w dziedzinie wyświetlaczy pozwoliły Winstarowi na uzyskanie istotnej przewagi nad konkurencją w kilku obszarach. Specyfika firmy sprawiła, że Winstar jest w stanie sprawnie i szybko realizować nawet bardzo małe zamówienia, w tym obejmujące modele dostosowane do potrzeb klienta.

Takie podejście umożliwia oferowanie bardzo szerokiego wyboru standardowych wyświetlaczy, które trafiają w ręce zamawiającego już po 6-8 tygodniach od decyzji zakupu. Nie byłoby to możliwe bez odpowiedniego kontaktu z klientem, a ten skutkuje wysoką jakością obsługi. Naturalnie ważna jest też cena, która w przypadku Winstara osiąga niekiedy poziom nawet niemal dwukrotnie niższy, niż w przypadku ofert konkurencyjnych.

Peter Yeh, Winstar

dr Peter Yeh jest chemikiem specjalizującym się w spektroskopii molekularnej. Od 1999 roku zajmuje się technologią OLED. Od 2009 roku jest odpowiedzialny za produkcję wyświetlaczy OLED w firmie Winstar, wcześniej pracował dla firm Wintek, Univision i Toppoly oraz Innolux.

Unisystem
www.unisystem.pl