Выставка-конференция SID 2012 (Society for Information Display’s Display Week), проходившая в начале июня в Бостоне, США, интересна нам возможностью перенестись в обозримое технологическое будущее и собственными глазами увидеть, что ждет рынок ТВ, мониторов и дисплеев в перспективе.
Ключевыми темами для обсуждения на SID 2012 стали зеленые технологии, гибкая электроника, печатаемые дисплеи и, конечно, стерео 3D. В рамках 4-дневного симпозиума экспертами рассматривались следующие темы:
- Стереоскопические дисплеи
- Поляризационные технологии
- Автостереоскопические дисплеи
- Обработка 2D/3D-видео
- 3D-проекции
- Голографические экраны
Сегодня мы предлагаем нашим читателям совершить виртуальную экскурсию по SID 2012 и ознакомиться с рядом новых перспективных разработок, которые или уже сейчас применимы для стереоскопии, или в ближайшем будущем, по мере развития, будут способствовать продвижению стерео 3D-технологий и трехмерных дисплеев.
5-дюймовая Full HD AH-IPS ЖК-панель от LG Display
LG Display привлекла внимание показом 5-дюймовой Full HD ЖК-панели для смартфонов. Как заверили представители компании, качество картинки на этом дисплее не отличается от изображения на хорошем ТВ или мониторе.
Панель построена на базе матрицы AH-IPS (Advanced High Performance In-Plane Switching) и обладает разрешением 1920×1080 пикселей, что соответствует плотности размещения 440 точек на дюйм. Экран имеет соотношение сторон 16:9. По сравнению с предшественником (4,5”, 329 точек на дюйм и разрешение 1280×720 пикселей), новинка имеет в 2,2 раза большую плотность пикселей.
Преимущества технологии AH-IPS – низкое энергопотребление, большие углы обзора, высокая яркость и плотность. По словам разработчиков, человеческий глаз на таком дисплее при всём желании не способен различить сетку пикселей.
Многие успели охарактеризовать класс 5-дюймовых панелей для смартфонов как «phablet» (phone + tablet, телефон + планшет). Не исключено, что работа одной рукой с телефоном таких размеров может превратиться в маленькое приключение. По размерам экран больше дисплея iPhone 4s на 1,5 дюйма по высоте (4,4”) и шире на 0,5 дюймов (2,5”).
Новая Full HD ЖК-панель LG будет представлена официально во втором полугодии 2012.
Sony: OLED-панели для электронных видоискателей и надеваемых дисплеев
В рамках SID 2012 компания Sony продемонстрировала OLED-панели для цифровых видоискателей в фото- и видеокамерах (electronic view finder, EVF), а также для надеваемых дисплеев (head mounted display HMD). Напомним, что подобные 0,5-дюймовые OLED-панели уже используются Sony в качестве электронных видоискателей в новых фотокамерах серии Аlpha SLT (с полупрозрачным зеркалом).
Вспомним, к примеру, флагманские модели Alpha А77 и NEX-7, в которых реализован этот электронный OLED-видоискатель. Панели с диагональю 0,7 дюймов и разрешением 1280×720 точек (плотность 2098 точек на дюйм) устанавливаются в надеваемый 3D-дисплей HMZ-T1, о котором мы неоднократно писали.
На SID 2012 Sony привезла две новых OLED-панели, в которых ещё более высокое разрешение и плотность размещения пикселей достигается благодаря улучшенной технологии формирования элементов драйвера на кремниевой подложке. Разрешение 0,5-дюймовой и 0,7-дюймовой панелей составляет 2560 точек на дюйм (шаг пикселя 9,9 мкм) и 2098 точек на дюйм (шаг пикселя 12 мкм) соответственно.
OLED-элементы на панели формируются с использованием низкомолекулярных светоиспускающих веществ и технологии вакуумного осаждения, при этом, что важно отметить, технология белых органических светодиодов (OLED) сочетается в новых панелях с цветовыми фильтрами RGB: несмотря на доступность технологии производства красных и зелёных светоизлучающих материалов, в Sony по-прежнему не применяют их в коммерческих изделиях ввиду их невысокой продолжительности работы и высокой цены.
Одно из важнейших преимуществ усовершенствованной технологии Sony заключается в оптимизации толщины ключевых слоёв панели: транспортного электронного (electron transport layer, ETL), излучающего (emission layer, EML) и инжекционного для “дырок” (hole-injection layer, HIL)/ транспортного для “дырок” (hole transport layer, HTL). Благодаря этому удалось значительным образом повысить квантовую эффективность выхода света у применённых светоизлучающих материалов, а также стабилизировать баланс их носителей. Так, для голубого светоизлучающего элемента толщина уровней ETL, EML и HIL/HTL составила всего 140 нм, 30 нм и 40 нм, соответственно, что обеспечило значительно более высокий КПД излучения света при одновременном увеличении срока службы продукта.
IGZO CAAC, или маленькая революция от Sharp и SEL
Компании Sharp и Semiconductor Energy Laboratory (SEL) объявили о создании новой кристаллической структуры в ходе усовершенствования технологии IGZO. Новая кристаллическая структура получила название C-Axis Aligned Crystal (CAAC).
Напомним, что даже базовая, аморфная оксид-полупроводниковая технология IGZO TFT (аббревиатура сформирована из названий применяемых элементов и присадок – индий-галлий-цинк-кислород, In-Ga-Zn-O) позволяет добиться в 20-50 раз лучшей мобильности носителей нежели при использовании классической технологии аморфного кремния, широко применяемого нынче для производства ЖК-панелей для дисплеев, телевизоров и пр. Кроме того, ток утечки IGZO TFT панелей в ждущем режиме составляет всего 1/100 от классического аморфного кремния! Таким образом, удаётся одновременно добиться более высокого разрешения при меньшем энергопотреблении и лучшей чувствительности сенсорных панелей.
В отличие от существующих дисплеев поколения IGZO, за счёт новой техники кристаллизации гексагональная структура кристаллов IGZO CAAC позволит добиться невероятно низких токов утечки: по словам президента SEL Шунпеи Ямадзаки (Shunpei Yamazaki), для нового кремния вполне реален уровень утечек в ждущем режиме на уровне порядка 100yA/мкм (йоктоампер, y (yocto) = 10-24) и даже менее при температуре 85°C!
Используя новую технологию Sharp разработала прототип 4,9-дюймового дисплея для смартфонов и 6,1-дюймовый экран для мобильных устройств. Первый имеет разрешение 1280х720 точек (302 точек на дюйм), в то время как 6,1-дюймовый дисплей может похвастаться разрешением 2560×1600 точек (498 точек на дюйм).
Новая технология также применима к OLED-дисплеям. Sharp привезла на SID 2012 прототип 13,5-дюймового экрана с разрешением 4K и 3,4-дюймовый гибкий экран. Пока что Sharp и SEL не имеют четких планов по выводу таких OLED-панелей на рынок. Цель инженеров сейчас – плодотворная работа по совершенствованию технологии и подготовка к её использованию в устройствах нового поколения.
До этих пор кристаллизация структуры в OLED-дисплеях осуществлялась с помощью лазеров, поэтому в итоге оставались видны полосы. В новых экранах полос практически не видны, что является еще одним преимуществом технологии.
Напомним, что Sharp начала массовое производство ЖК-панелей по базовой технологии IGZO в апреле. Сейчас на базе новой технологии IGZO CAAC планируется разработка и производство панелей трех типов: для мониторов (32 дюйма, 3480×2160 точек, 140 точек на дюйм, для ноутбуков (10 дюймов, 2560×1600 точек, 300 точек на дюйм) и для планшетов (7 дюймов, 800×1200 точек, 217 точек на дюйм).
Гибкий 9,9-дюймовый OLED-дисплей Sony
В ходе мероприятия Sony анонсировала 9,9-дюймовую гибкую OLED-панель. Разрешение дисплея, выполненного по аморфной технологии IGZO, составляет 960х540 точек (111 точек на дюйм, шаг пикселя 228 мкм). Толщина панели – 110 мкм.
Цветное изображение на экране формируется с помощью белых OLED-элементов, а также красного, зеленого, синего и белого (RGBW) фильтров. Напомним, что классическая OLED-матрица представляет собой массив элементов – органических светодиодов, излучающих свет самостоятельно – в отличие от ЖК-дисплеев, где свет, излучаемый тыльной или боковой подсветкой, проходит через массив открытых или закрытых ЖК-кристаллов и цветовые фильтры. Поскольку производительность, время жизни и цена цветных (RGB) органических светодиодов пока не на высоте, проще использовать хорошо отработанную технологию белых органических светодиодов с дополнительными фильтрами, так получается дешевле и стабильнее.
Гибкая OLED-матрица Sony была изготовлена с использованием двух стеклянных подложек и присоединенных к ним пленок. На одной подложке размещались транзисторы и светодиоды OLED, в то время как на другой – цветовые фильтры. После соединения двух подложек стеклянные пластины изымались.
Sony акцентировала внимание на том, что процесс формирования OLED-элементов и фильтров схож с классическим процессором производства обычных панелей, при этом применяется обычное литографическое оборудование. Интересно отметить, что характеристики экрана после изъятия стеклянных пластин не изменились. Белые OLED-элементы формируются с использованием низкомолекулярных веществ и технологии вакуумного осаждения.
Willow Glass: ультратонкое гибкое стекло для дисплеев от Corning
Corning представила на своем стенде Willow Glass – ультратонкое гибкое стекло, которое может открыть для инженеров и разработчиков цифровых устройств совершенно новые горизонты.
Ключевые преимущества Willow Glass – тонкость, гибкость и высокая прочность. Благодаря этому, в скором будущем станет возможной разработка дисплеев нового поколения с поддержкой сенсорных технологий и удивительными свойствами.
С помощью Willow Glass можно добиться реализации более компактной подложки и цветовых фильтров как для OLED-решений, так и для ЖК-панелей. Кроме того, разработка Corning позволяет создавать качественные изогнутые экраны, а также устанавливать дисплеи на поверхностях со сложной геометрией.
Секрет Willow Glass заключается в высокотехнологичном процессе плавки и производства стекла. Толщина плёнок Willow Glass составляет всего 100 мкм, при этом эти плёнки не меняют своих свойств в процессе обработки при температурах до 500°C! Этот параметр очень важен при производстве современных высококачественных дисплеев, поскольку никакие полимерные плёнки на сегодняшний день не могут обеспечить такие возможности.
2,3” HD-дисплей от Japan Display
Компания Japan Display представила в рамках SID’12 миниатюрную 2,3-дюймовую ЖК-панель. Несмотря на крошечные размеры, решение обладает потрясающим для таких габаритов разрешением 1280х800 точек (651 точка на дюйм). По словам представителей Japan Display, на данный момент их дисплей обладает самым высоким разрешением для панелей такого класса на рынке. Шаг пикселя на таком экране составляет всего 39 мкм.
Получить настолько высокое разрешение удалось благодаря использованию продвинутой технологии производства низкотемпературных поликремниевых тонкопленочных транзисторов. Интересно отметить, что разрешение представленной на выставке панели в два раза превышает стандартное разрешение выпускаемых сейчас самой Japan Display панелей для смартфонов. Таким образом, демонстрируемая на экранчике картинка выглядит очень реалистично, без зернистости и резких переходов.
Цветная электронная бумага Fuji Xerox: без цветовых фильтров!
В цветной электронной бумаге, разработанной и продемонстрированной на стенде Fuji Xerox, цветная картинка формируется с помощью движущихся частиц разных цветов без необходимости использования цветовых фильтров. Электрофоретический принцип работы дисплея устроен таким образом, что для каждого типа цветных частиц удалось подобрать своё пороговое значение электрического (электрофоретического) поля. Электронная бумага имеет две управляющие подложки-панели, и видимой для каждого “пикселя” окажется та цветная частица, которая в данный момент находится ближе всего к передней подложке.
Учитывая то, что в новой электронной бумаге не используются цветовые фильтры, получается весьма яркая и насыщенная картинка.
Помимо цветовых частиц, между подложкам также располагается массив элементов белого цвета. Эти частицы остаются неподвижными даже в случае, если между подложками формируется электрическое поле. По этой причине, белый цвет можно получить переместив все цветовые частицы к задней (тыльной) подложке.
Привезенный на конференцию SID 2012 прототип цветной электронной бумаги с диагональю 5 дюймов и разрешением 800х600 точек (200 dpi) обладал контрастностью 10:1 при 30% отражающей способности. В данном случае, цветное изображение удалось получить с помощью передвижения красных и голубых цветовых частиц вверх и вниз.
Несмотря на то, что в демонстрируемом прототипе использовалось всего два цвета для создания цветной картинки, инженеры Fuji Xerox работают над созданием полноцветной электронной бумаги, в которой будут реализованы все три основных цвета.
Новинки E Ink: электронная бумага, мини-дисплеи для смарт-карт и смартфонов
Компания E Ink демонстрировала на конференции новые модели электрофоретических дисплеев Vizplex. В основе этих экранов – микрокапсулы с белым или черным пигментом, которые притягиваются к поверхности с помощью электрических зарядов. Таким образом, формируются белые, черные или серые пиксели. В цветных дисплеях, помимо вышеописанной структуры, также применяются цветные фильтры (красный, зеленый, синий).
В рамках SID 2012 компания E Ink представила миниатюрный дисплей, который будет использоваться в смарт-картах. Смарт-карта сопоставима по размерам с обычной кредиткой. Тем не менее, в нее также планируется встроить батарею, которая обеспечит работу электроники на протяжении трех лет.
На своем стенде E Ink также демонстрировала вспомогательные дисплеи для смартфонов и гаджетов, которые позволяют просматривать необходимую информацию без необходимости включения главного экрана. Такой экран встраивается в корпус для iPhone и показывает время, заряд батарейки, а также число сообщений и непрочитанных писем. Экран функционирует даже тогда, когда телефон выключен.
55” OLED-ТВ от Samsung Mobile Display
Компания Samsung Mobile Display (SMD) привезла на выставку очень тонкий 55-дюймовый OLED-ТВ.
Низкомолекулярные светодиоды сформированы с применением технологии вакуумного напыления через фотомаски, при этом, по слухам, в Samsung Mobile Display для изготовления 55-дюймовых OLED-панелей сейчас применяется уникальная технология “малых сканирующих масок” (small mask scanning, SMS), суть которой сводится к перемещению небольших фотомасок непосредственно в процессе вакуумного напыления. Низкотемпературный поликристаллической кремний при этом используется в конструкции дисплея в качестве драйвера, а цветовая гамма формируется красными, зелёными и голубыми светоизлучающими элементами.
В самой компании, впрочем, нюансы технологии производства новинки особо не афишируют, рассказывая, в основном, о достигнутых показателях: 55-дюймовая OLED-панель обладает контрастностью 150 000:1, при этом охват цветовой гаммы по стандарту NTSC составляет 124%. Время отклика матрицы – 0,001 с. Типичная яркость составляет 150 кд/м2 при пиковых значениях до 600 кд/м2. Вес панели составляет 3,5 кг, а толщина ТВ на базе такого решения – всего 1,6 мм.
QDEF, или как сделать ЖК-дисплеи лучше с помощью квантовых точек
Компании Nanosys и Optical Systems Division (подразделение 3M) объявили объединение усилий и технологий для усовершенствования цветопередачи современных ЖК-дисплеев. Цель – создание панелей, которые будут демонстрировать в 2 раза больше цветов и оттенков по сравнению с существующими решениями. 3M и Nanosys будут вместе продвигать технологию плёнок с квантовыми точками Nanosys под названием Quantum Dot Enhancement Film (QDEF), которое на русский язык можно перевести примерно как “улучшенные плёнки с квантовыми точками”.
Суть технологии QDEF заключается в использовании светоизлучающих свойств квантовых точек. По словам представителей Nanosys и Optical Systems Division, технология QDEF может стать шагом навстречу созданию идеальной подсветки для ЖК-панелей. Квантовая точка в 10 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса и способна испускать свет точной длиной волны. Возможность контроля спектральных характеристик излучаемого света позволит инженерам создать качественную подсветку, приспособленную к использованию именно в ЖК-дисплеях. Триллионы квантовых точек можно разместить на тонкой пленке, которая устанавливается в блок подсветки ЖК-панели.
Еще одно преимущество QDEF – простота внедрения в процесс производства ЖК-панелей. В данном случае, классическая пленка заменяется новой (той, что с квантовыми точками). По этой причине, для реализации QDEF переход на новое оборудование не является обязательным.
OneFilm: одна пленка вместо четырех
3M Optical Systems Division представила еще одну свою собственную разработку – технологию OneFilm. Ее суть заключается в использовании единую плёнку для подсветки ЖК-панели, что позволит сделать дисплеи для ТВ, мониторов и ноутбуков еще тоньше, а также снизить расходы на производство и конечную стоимость.
Обычно при сборке системы подсветки ЖК-панели используются 3-4 отдельные пленки. Инженеры 3M Optical Systems Division предлагают вместо четырех использовать всего одну. В первую очередь, это существенно упрощает процесс сборки панели и проверки продукта на качество. Решения OneFilm совместимы с большинством существующих процессов производства ЖК-дисплеев.
OneFilm удалось реализовать благодаря многослойной коллимирующей пленочной технологии Collimating Multilayer Optical Film (CMOF). В данном случае подразумевается, что свет сводится в параллельный поток без использования дополнительных преломляющих структур (призм).
Ссылки по теме:
- 3D-техника Будущего: контактные линзы против надеваемых дисплеев
- Персональный 3D-дисплей ST1080 HD 3D: круче чем Sony HMZ-T1
- Персональный 3D-дисплей Sony HMZ-T1 в России: данные, сроки, цены
- 3D-очки с поддержкой дополненной реальности от Vuzix и NS Solutions
- Надеваемый 3D-дисплей Epson Moverio BT-100
- Sensics Natalia, надеваемый 3D-дисплей с технологией SmartGoggles
- CeBIT 2012: VisuZ, 3D-IMAGES, Zeiss Cinemizer и девушки!
