Хотя технология ЖК-дисплеев была разработана более 30 лет назад, до сих пор эти изящные плоские мониторы так и не заменили старые тяжеловесные ЭЛТ-устройства. Причин тому несколько, но главная из них — высокая стоимость производства, которая до последнего времени не позволяла снизить цену ЖК-дисплеев с диагональю 11 — 13" ниже $700 — 1000, а такая цена, согласитесь, по карману далеко не каждому (только в этом году «лед тронулся», и стоимость плоских мониторов стала быстро снижаться). Из-за высоких затрат на производство, с одной стороны, и необходимости снижать цены для победы над конкурентами, с другой, некоторые производители ЖК-дисплеев оказались на грани разорения. Такие недорогие картриджи Челябинск еще не покупал, уж извините, -цена просто потрясающая... Но есть и другие, чисто технические претензии к этим устройствам — ограниченный угол обзора, недостаточные яркость и контрастность. Все это вынуждает исследователей искать и создавать новые технологии плоских компьютерных мониторов. Потребность в недорогих качественных дисплеях для современных мобильных телефонов еще более посдтегивает этот процесс. В результате на этом поприще за последние годы достигнуты значительные успехи, в ближайшие год-два мы увидим интересные новинки.Светлое будущее OLED-дисплеев
Чаще всего сейчас говорят о дисплеях на органических светоизлучающих диодах (OLED), имеющих массу достоинств. Эти активные излучающие системы тоньше и легче своих ЖК-конкурентов (т. к. не требуют задней подсветки), потребляют меньше энергии (что продлевает жизнь батарей питания портативных устройств), дают более яркое и четкое изображение, хорошо видимое под широким утлом обзора, имеют больший температурный диапазон. Но главное — у OLED-дисплеев производство обходится гораздо дешевле, чем у других типов плоских панелей, т. к. их конструкция достаточно проста — лишь два стекла и органический материал между ними. Не требуется ни задней подсветки, ни рассеивающего устройства, ни поляризаторов. Поэтому, если сейчас ЖК-дисплеи в процессе производства проходят порядка 200 этапов, то для создания OLED-дисплеев требуется лишь 86. За счет этого производственный процесс дешевеет, по оценкам специалистов, на 20-50%. А когда в недалеком будущем стеклянные пластины будут заменены пластмассовыми, вес и стоимость таких устройств отображения еще более снизятся.
Есть и еще одно заманчивое преимущество, которое заставляет вкладывать в развитие OLED-технологии большие деньги — более высокое быстродействие, позволяющее демонстрировать на них видео как с аналоговых и цифровых видеокассет, так и с дисков DVD. Эта возможность очень привлекательна для применения в мобильных телефонах третьего поколения, которые, как предполагается, будут услаждать слух и радовать глаз потенциальных пользователей.
Начало новой технологии было положено двумя гигантами —Kodak и Sanyo, но совокупность привлекательных свойств в последнее время подтолкнула множество других фирм заняться этим перспективным направлением. Среди них и такие мощные «игроки», как Philips, DuPont, Lucent Technologies, NEC, и множество фирм-новичков (всего их более 90). Разные фирмы делают ставку на различные модификации OLED-технологии, и хотя пока неясно, какая из них окажется более удачной, уже нет сомнения в том, что у дисплеев
на орі-.и іических снетодиодах светлое и не очень отдаленное будущее. По прогнозам аналитической фирмы DisplaySearch, уже к 2005 г. объем продаж OLED-дисплеев достигнет 12,7 млрд. Кроме одной несомненной области применения — в мобильных телефонах (где, по прогнозам той же.фирмы, они составят 40%' продаж), есть также планы использовать OLED-дисплеи и в качестве настенных ТВ-экранов, а также применять их для создания гибких экранов, которые можно свернуть в рулон для облегчения транспортировки.
«Первые ласточки» уже появились. Так, в мобильных телефонах OLED-экран был впервые установлен в сентябре прошлого го-да в новой модели Timeport Р8767 компании Motorola, а на прошедшей в мае прошлого го-да в США ежегодной конференции Научного общества по информационным дисплеям (Society of Information Display) компании Eastman Kodak и Sanyo продемонстрировали OLED-дисплей с диагональю 14 см.
Однако OLED-технология не лишена недостатков. На сегодня главной проблемой является сохранение цвета в течение длительного времени. Дисплей от Kodak, будучи включенным в течение месяца, постепенно теряет красную и синюю составляющие
и отображает лишь зеленый свет. Даже лучшие образцы OLED-дисплеев, использующие в качестве излучающего материала полимеры, способны сохранять синий цвет — 1 тыс. ч, зеленый — 30 тыс. ч и красный—100 тыс. ч. Для ноутбуков, имеющих жизненный цикл порядка несколько тысяч часов, это существенный недостаток, но для телефонных трубок, которые обычно заменяются чаще, данный дефект менее значим. Тем не менее работа по его преодолению идет полным ходом и продвигается очень быстро.
ЖК-дисплей жив и будет жить
Тем временем производители дисплеев на жидких кристаллах вовсе не собираются оставить поле боя без борьбы и продолжают совершенствовать эту технологию. Так, компания Motorola недавно представила новую модификацию отражающих ЖК-дисплеев (reflective LCD) — с электрической настройкой цвета. Привлекательность используемых сейчас RLCD-дисплеев заключается в их малом энергопотреблении. Компания Motorola сумела управлять цветом дисплея за счет изменения уровня напряжения в плоскости между двумя стеклянными пластинами, где расположены отражающие жидкие кристаллы. А это значит, что вместо трех слоев с жидкими кристаллами, обеспечивающих три основные цвета, теперь достаточно иметь лишь один. Предложенный механизм электрической настройки цвета (electrically tunable color, ETC) позволяет также существенно повысить яркость и контраст ЖК-экрана, так что Motorola рассчитывает на широкий потребительский спрос со стороны изготовителей бытовых устройств. Правда, для этого компании предстоит преодолеть одно «но» — снизить рабочее напряжение, которое сейчас для больших экранов составляет порядка 100 В.
А компания IBM совсем недавно (в мае этого года) объявила о разработке революционной технологии производства ЖК-дисплеев, которая, с одной стороны, улучшает качество изображения, с другой — удешевляет производственный процесс. IBM заменила применяемый все годы существования ЖК-производства дорогой и сложный контактный метод выравнивания молекул жидких кристаллов на бес-контактный с помощью направленного ионного потока. Контактный метод базируется на очень сложном процессе, который был предложен много лет назад и с тех пор существенно не улучшался, т. к. физика этого процесса так до конца и не понята учеными. Помимо удешевления производства бесконтактный метод имеет целый ряд других преимуществ, например позволяет избежать механических дефектов на поверхности дисплея. Наконец, за счет более высокой степени выравнивания увеличивается и угол обзора новых дисплеев. Хотя в первой публикации (в журнале Nature) IBM подробно не описывает этот эффект, он будет изложен в последующих трех публикациях, которые должны появиться в ближайшее время.
Уже в конце года «Голубой гигант» собирается наладить полномасштабное производство ЖК-дисплеев по новой технологии. А если компания (как планируется) начнет продавать лицензию другим производителям плоскопанельных дисплеев, то будущее ЖК-мониторов может быть и не таким уж мрачным. (Напомним, что в первую очередь им «ставится в вину» дорогостоящее производство). По оценкам экспертов, технология IBM позволит изготовителям ЖК-дисплеев сэкономить миллионы долларов.Экзотические новинки
Из любопытных новинок в области ЖК-дисплеев можно упомянуть полупрозрачный дисплей на тонкопленочных транзисторах повышенной яркости компании Toshiba. Яркость по сравнению со стандартными ЖК-дисплеями удалось повысить на 60% за счет увеличения отражающей части каждой из точек, составляющих изображение.
Появляются и более необычные модели. Так, EInk и Lucent создали гибкий электронный дисплей, в котором использованы активные матрицы на гибких печатных платах, разработанных в знаменитой лаборатории Bell Laboratories (отделение Lucent), и так называемые электронные чернила от EInk. Площадь продемонстрированного макета дисплея составила 160 кв. см.
А компания-новичок Actuality Systems недавно представила трехмерный дисплей с высоким разрешением, который выглядит как стеклянная сфера (см. рис.). Изображение в ней видно под любым утлом зрения — оно как бы «парит» в пространстве. Дисплей создан совместно с компаниями ХШпх и Avnet. Первая поставляет основные компоненты для дисплея, а вторая будет заниматься дистрибуцией и обслуживанием заказчиков. Предполагается, что такой дисплей упростит и ускорит разработку новых лекарственных препаратов, найдет применение в научных разработках, при медицинских обследованиях. Попытки создать трехмерный дисплей предпринимались уже не раз, но этот вариант отличается от предшественников существенно более высоким разрешением.