Geum.ru

Нові технології oled І fed

Вид материалаРеферат

Содержание


OLED технологія
Подобный материал:
Національний технічний університет України

„Київський політехнічний інститут”


РЕФЕРАТ


на тему: Нові технології OLED і FED

з курсу: Сучасні напрямки в електроніці


Виконав:

ст. 4 курсу гр. ЗДС-61

ФЕЛ

Федоренко А.В.


Київ 2009

Безумовно, дуже багато наукових розробок, нові відкриття, вірніше їх  практична реалізація, досить цікаві в плані перспектив використання в майбутньому.

Досить цікаві новинки на основі нових технологій з'явилися в сфері дисплеєбудування. Плазма і LCD давно стали звичним і повсякденними, подібно побутовим електроприладам. Нові технології OLED і FED, які використовується при створенні пристроїв відображення інформації (дисплеїв), вже ввійшли в плани відомих фірм-виробників. Зараз розглянемо OLED технологію, а потім повернемося до можливостей і пріоритетів FED технології, яка не менш цікава.

OLED технологія – являє собою використання тонкоплівкових світлодіодів, в яких в якості випромінюючого шару застосовуються органічні сполуки. Дана технологія дозволяє створювати дисплеї, монітори винятково тонкими, компактними і легкими, з малою споживаною потужністю (3 - 10 В), широким кутом огляду (більше 160°), низькою собівартістю (вимагають меншої кількості технологічних операцій), і при цьому маючи високу роздільну здатність, яскравість і контрастність. Враховуючи наявність таких переваг, у порівнянні із РК-панелями і LCD, дисплеї наступного покоління – це монолітний тонкоплівковий напівпровідниковий прилад (складається з ряду тонких органічних плівок, які знаходяться між двома тонкоплівковими провідниками).OLED-дисплей випромінює світло, коли до нього прикладена напруга і має широкий діапазон робочих температур (від -10 до +70°C) та малий часом запізнювання (приблизно 10 мкс), що дозволяє широко застосувати дану технологію. Оскільки для РК-дисплеї низькі температури впливають несприятливо, то потрібен підігрів основи, виходить, запропоновані нові технологічні підходи знову більш привабливі.

Залежно від різноманіття органічних сполук, які використовуються в продукті, визначається різноманіття кольорової гами і інтенсивність випромінювання дисплея. Знаючи, що будь-яка органіка досить чутлива до вологи, прилади OLED вимагають повної герметизації. Очікується, що ринок OLED-дисплеїв виросте до 2010 року.

Відповідно до інформації наших закордонних колег, в планах Samsung, Toshiba і Qisda (Ben) заміна РК на OLED у всіх застосуваннях. Samsung орієнтується в 2008р на масовий випуск OLED-дисплеїв з діагоналями від 3.5 до 7 дюймів для UMPC (ультрапортативних комп'ютерів), в 2009р - OLED-панелей великих розмірів: 14, 15 і 21 дюйм для ноутбуків і моніторів настільних комп'ютерів. А в 2010 Samsung обіцяє почати виробництво 40- і 42-дюймових OLED-дисплеїв високої роздільної здатності (Full HD). На 2012 рік намічена поява гнучких OLED-дисплеїв!

Поки компанія Samsung планує, компанія Toshiba вже робить і випускає 22 дюймовий монітор WQUXGA c гігантською роздільною здатністю 3840 x 2400.



Та і взагалі, на ринку Японії вже є перші у світі моделі з WQUXGA-монітором, наприклад - від компанії ADTX вартістю $1700. Крім того, на минаючій зараз виставці Inter BEE 2007 по інформаційних технологіях (у Японії) вже запропоновано компанією Kinoton 360° ОLED-дисплей



Така прозора новинка складається з 600 трьохколірні ОLED панелей, які дозволяють створити суцільну кругову панораму з роздільною здатністю 600x800, або 600 x 1200, або 800 x 2400 і швидкістю відновлення 12-13 кадрів у секунду (невелика швидкість, але для першого у світі екземпляра непогано). Незвичне відчуття, коли з усіх боків можна побачити зображення, здатне змінюватися в будь-яку секунду, отримуючи сигнал від комп'ютера, приєднаного через VGA і DVI роз’єми. І, звичайно ж, якщо у вас у кишені випадково завалялися $64 458, то можете стати власником «органічного флуоресцентного матеріалу».

Не менш цікава і більше перспективна FED-технологія на основі вуглецевих нанотрубок. Планується об'єднати характеристики променевих трубок і плазмових панелей в FED панелях майбутнього. Позаду кожного пікселя в FED дисплеї знаходиться безліч нанотрубок. На відміну від плазмових екранів, новинки будуть мати більш швидкий час відгуку, що дасть можливість взагалі забути про такий ефект, як помутніння зображення, яке швидко рухається, і явище «битих пікселей» (навіть якщо 20% нанотрубок відмовляться працювати), чого не можна уникнути в LCD екранах.



Оскільки ланцюг нанотрубок створений з вуглецю (найпоширенішого і дешевого у використанні), то собівартість виробництва будь-якої продукції на основі цієї нової технології дуже мала, що досить приємно і перспективно в наш час.

Нановуглеводне майбутнє електроніки, на основі нової нановуглеводної технології досить велике, оскільки ще дає можливість створення недорогих і ефективних сонячних батарей, бази перспективних магнітних накопичувачів і змінює майбутнє наших акумуляторів для всього у світі, але про це детальніше трохи нижче. Тепер розкриємо секрети створення і появи даної технології.

Основним структурним елементом є нанотрубка - це протяжний об'єкт, що складається з наноскопічних «кульок» фуллеренів. Сам ж «кулька» фуллерен складається з атомів вуглецю і має масштаби 1 нм, що значно менше в порівнянні з електронікою, яка зараз нами використовується і має бар'єр 1 мкм - 100 нм (0,1 мкм).



Нанотрубки можуть бути одношарові і багатошарові, залежно від того, які властивості ми бажаємо мати. Дана вуглецева структура має вектор, який визначає напрямок «закручування» площини навколо осі циліндра нанотрубки. Його можна змоделювати, отже, задати електропровідність, тобто керувати концентрацією носіїв заряду p-p- або n-типу. Виходить, маємо цілком прийнятну альтернативу на заміщення кремнієвих технологій.



Залежно від напрямку вектора, нанотрубки, маючи здатність проводити електричний струм, можуть бути як провідниками, так і напівпровідниками (леговані металами), і надпровідниками (при гелієвих температурах). Отже, досить зненацька «відкрилися двері» для застосування молекул як компонентів електроніки. Крім того, можна комбінувати вуглецеві нанотрубки, надаючи задуману форму, наприклад, Y-подібну одношарову - це готовий польовий транзистор з затвором, витоком і стоком.

Більш важливими в наноелектроніці є одношарові нанотрубки, синтезуючи які, можна задати ряд необхідних властивостей. Наприклад, ті, що мають звичайні напівпровідників, і таким чином, вони можуть бути відповідною заміною для напівпровідникових транзисторів (заміщаючи матеріали з кремнію, германію, арсеніду і нітриду галію).

Створено наномікронний молекулярний транзистор, який міститься в будь-яких обчислювальних системах, а також споживає менше електроенергії і більш швидкий.

На сьогоднішній день межею для транзисторів є розмір 45 нм (новий техпроцес, по якому Intel нещодавно запропонувала 16 моделей процесорів Penryn, але про це піде мова трохи нижче). У той час, як нанотрубки мають одиниці нанометрів і можуть бути дуже компактним структурним компонентом для чіпів майбутнього.

Цікаво відзначити, що єдиним власником прав на комерційне використання нанотрубок є корпорація NEC, яка планує випустити на ринок першу мікросхему на вуглецевих нанотрубках. Очікується, що перша мікросхема на їх основі повинна вийти у продаж вже в 2010 році.

Більше перспективним напрямком і, що важливо, підхопленим більшістю великих компаній, є використання донорно-акцепторних зв'язків вуглецевого ланцюга нанотрубок (фуллеренів). Здатність структури "приймати" умовні стани "вкл." або "викл." за допомогою двох атомів водню, оскільки вуглець в органічній хімії завжди чотирьохвалентний (молекулярна логіка).



Ці вільні зв'язки необхідні для створення, наприклад, недорогих і ефективних сонячних батарей, а якщо провести процедуру впровадження у внутрішню оболонку атомів хрому або заліза, то отримаємо елементарний логічний елемент, здатен функціонувати без руйнування молекулярної структури та бути базою перспективних магнітних накопичувачів. Безумовно, до появи першого "нановінчестера" пройде певний час, необхідний для оптимізації способів синтезу і методик інтеграції молекулярної логіки в готові пристрої і в напрямку зниження собівартості.

Раціональними і привабливими є нові технології по виробництву центральних процесорів - 45-нм і 32-нм техроцес, зберігаючи можливість подальшого вдосконалювання (розробляються 22-нм і 16-нм техпроцеси). Нещодавно здійснено компанією Intel перехід на 45-нм техроцес, що дозволило збільшити продуктивність і зменшити площу ядра, досягти низьке споживання потужності, зниження тепловиділення при навантаженні на ¼  і в стані спокою на ½, у порівнянні з 65-нм попередниками. Крім того, використовуються в стані спокою технології енергозбереження (Enhanced Intel SpeedStep, Enhanced Halt State (C1E)).

45-нм техроцес - це збільшення кількості транзисторів з металевим затвором на 250 млн і зменшенням площі ядра на 25%, використання шару діелектрика на основі з матеріалу з високим значенням діелектричної константи ( high-k).

Прикладом слугують поки єдині представники, нещодавно випущені по новому 45-нм техроцесу компанією Intel, 16 моделей процесорів Penryn, з яких 13 - чотириядерні , 3 - двоядерні. Пропонуємо подивитися  плани у реалізації нових технологій, де кожен перехід на новий процес зменшує розміри ядра. 



Очікується, що в 2010р вже будуть запропоновані процесори на новому 32-нм техпроцесі, маючи назву Nehalem/Sandy Bridge 2 Cores, 4Cores, 8Cores.  При таких темпах зниження собівартості виробництва багатоядерних процесорів в 2012-2013 роках (відзначено стрілками на зображенні) з'являться бюджетні чотириядерні процесори (зона Value пофарбована жовтим кольором), для восьмиядерних процесорів такий рубіж буде досягнуто не раніше 2014 року. Далі цього вони не просунуться через те, що зараз невигідно інтегрувати графічне ядро в монолітний кристал.



Враховуючи потреби у переході на більш компактні і дешеві ядра, перші процесори Nehalem з інтегрованим графічним ядром виходять шляхом "склеювання" кристалів в одній упаковці. І тільки з переходом на 32 нм технологію інтегрувати графічне ядро в монолітний кристал стане вигідніше.

Також залишаються досить привабливими і дріб'язки нашого життя, які оптимізуючи його, додають зручність і раціональність.  Нещодавно здивував корейський виробник FILS, впровадивши нову технологію PVDF у своє виробництво, і створивши плівкові динаміки нового покоління. PVDF  - полягає в тому, що на найтоншу прозору плівку з полівінілденфториду тонко нанесена п'єзоелектрична речовина. Цей матеріал випромінює звук в усіх напрямках, його можна звертати в рулон і складати як звичайний папір або щільну ковдру, причому, його прозорість і структура дозволяють нанести будь-яке зображення на поверхню, або надати який завгодно вигляд як за формою так і за кольором. Вже існує готова продукція, наприклад, у вигляді ковдри. Схоже, класичні колонки зустріли явного конкурента, щоправда, якість видаваного звуку поки не характеризується.



Крім того, думка дизайнера по перетворенню плівкових динаміків може не мати межи, дивуючи і виконуючи бажання споживачів. Той же матеріал пропонується у вигляді човна з вітрилами.



Цікаво відзначити, що вже існує м'яка клавіатура з тканини, яку можна взяти куди завгодно, згорнувши як хусточку та піти далі, крім того, її можна прати. Звичайно, попередньо потрібно вийняти дві батарейки ААА.





Вона на 100% виконана із тканини, вагою 68г, підтримує технологію Bluetooth. Приємна альтернатива вже існуючим переносним пристроям введення для власників КПК і смартфонів.



Розглянувши досить цікаві нові моменти і події нашого техно-життя, можемо сказати, що вони також плавно і неминуче перейдуть незабаром з майбутніх нововведень у день вчорашній. Що ж, нові технології не дадуть скучити, постійно дивуючи новою продукцією, новими підходами, оптимізуючи вже існуюче і змінюючи умови життя. Оскільки «наносвітом» електроніки ми тільки-но почали опановувати і він є досить перспективним, очікується чимало ключових подій.