Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Moderní obrazovky OLED, SED Obor: ElektriářRočník:3.Vypracoval:Prof. Ing.Václav Říčný, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-RIC-U-3-004 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. Monolitické zobrazovače - dělení zobrazovače s kapalnými krystaly LCD (Liquid Crystal Display příp. LCoS (Liquid Crystal on Silicon) plasmové zobrazovače (panely) elektroluminiscenční zobrazovače (pro informační panely),  zobrazovače OLED(Organic Light Emitting Diode) zobrazovače SED (Surface Conduction Electron Emitter Display) zobrazovače s maticemi diod LED (pouze pro informační panely)

4. ZOBRAZOVAČE OLED (Organic Light Emitting Diode) Využívají známý princip organických elektroluminiscenčních diod LED. Používají se zatím v malých zobrazovačích – např. pro MP3 přehrávače, PDA, digitální fotoaparáty, mobilní telefony apod. Jejich nasazení v televizních přijímačích a počítačových monitorech je otázkou nejbližších let. Představují budoucnost super-tenkých zobrazovacích panelů s vynikajícími provozními vlastnostmi. Historie Tuto technologii vyvinula v roce 1986 firma Eastman Kodak. Panel OLED byl poprve komerčně použit v roce 1988 a autorádiích firmy Pioneer. V současné době již někteří výrobci předvedli první zobrazovače i pro TV přijímače Např. firma Samsung představila televizní přijímač s 21" zobrazovačem OLED Pozadu nezůstávají ani jiní výrobci.

5. Princip činnosti OLED Panel OLED tvoří síť luminiscenčních diod (LED) o velikosti jednotlivých bodů obrazu vytvořená z několika tenkých vrstev polovodičů. Vrstva LED, tvořená vysoce svítivými organickými molekulami nebo polymery, vyzařuje složková barevná světla vyzařuje přes skleněnou desku. Horní vrstva (kovová elektroda) světlo odráží. Zobrazovač OLED je tedy primární zářič světla, který nepotřebuje prosvětlovací zdroj (úspora příkonu). Relativně jednoduchá konstrukce umož- ňuje výrobu velmi tenkých a u technologie FOLED i ohebnýchzobrazovačů v libovolných rozměrech. Princip činnosti – řez jednou buňkou panelu OLED

6. Technologie OLED Podobně jako u zobrazovačů LCD se používá aktivní nebo pasivní adresovatelné řízení sítě diod pomocí tzv. matrice – soustavy zkřízených adresovacích elektrod. • s pasivní matricí PMOLED (Passive Matrix Organic Light Emitting Diode) jsou levnější. Používají se pro jednodušší zobrazení - například pouze textu. Jednotlivé pixely jsou řízeny mřížkovou matricínavzájem překřížených vodičů. • s aktivní matricí (AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) Displeje s aktivní matricí jsou určeny pro náročné aplikace s velkým rozlišením, tedy zobrazování videa a grafiky. Aktivace každého pixelu se provádí vlastním tranzistorem. Mezi výhody patří vyšší zobrazovací frekvence, ostřejší vykreslení obrazu a nižší spotřeba. Nevýhodu je složitější struktura displeje a tedy i vyšší cena. Kromě zmíněnýchzákladníchexistuje řada vylepšených technologií OLED např.: • PHOLED (Phosphorescent OLED)- mají až 4x větší světelnou účinnosti • FOLED (Flexible OLED)– struktura je místo na skle umístěna na pružném materiálu (ohebné folii) • TOLED (Transparent OLED)- téměř průhledný displej umožňující zobrazení na jedné, nebo na obou stranách a další.

7. Vlastnosti zobrazovačů OLED Výhody - zanedbatelné geometrické zkreslení, - vysoký kontrast – až 106:1 (primární zářiče), - dosažitelný jas – až 400 cd/m2 - krátká doba odezvy, - relativně malá spotřeba, - velmi tenký panel – několik mm, - pozorovací úhel blízký 180°, - malé vyzařování tepla. Nevýhody - zatím relativně nižší nativní rozlišení - např. TVP Sony XEL-1 s úhlopříčkou 11"(27 cm) má rozlišení pouze 960 x 540 bodů. To je však, s ohledem na malé rozměry, zcela postačující. Pro větší rozměry nebude problém ani nativní rozlišení Full HD (1920x1080 bodů). - nejasná a zatím obtížně stanovitelná životnost. Je navíc rozdílná pro různé barvy – kritická je zatím pro modrou. Zatím se uvádí patrný pokles jejísytostijiž po provozní době 1000 hodin.

8. ZOBRAZOVAČE SED (Surface-Conduction Electron-Emitter Display) Jde o novou perspektivní technologie plochých zobrazovačů. Užívá, stejně jako obrazovky CRT, buzení luminoforů elektrony, které jsou urychlovány elektrostatickým polem, ale nevyžaduje elmg. vychylování elektronového svazku V obrazovkách CRT jsou elektrony emitovány jedním elektronovým dělem (v barevných CRT třemi) a mag- neticky vychylovány. V SED mákaždý obrazový bod svůj vlastní zdroj elektronů. Historie Srovnání CRT a SED 1986- zahájenívýzkumu technologie SED firmou Canon 2004- navázání spolupráce a podpis dohody o společném výzkumu a výrobě zobrazovačů SED s firmouToshiba 2006–představeny první prototypy zobrazovačů SED - 55" a 36 " fy. Canon a 42" fy.Toshiba 2006-2008– soudní spory s firmamiApplied Nanotecha Nano-Proprietary o patenty na technologie SED a FED. Spor vyhrál Canon. 2007 – dohoda na vytvoření společnosti „Hitechi Displays Ltd“ s firmami Matsushita a Canon

9. Princip technologie SED Obrazovým signálem jsou modulovány elektronové svazky emitované elektro- novými emitory. Elektronové emitory mají formu velmi úzkých štěrbin (několik nm), v nichž se přivedením poměrně malého napětí Vf(jednotky V) uvolňují vlivem tunelového jevu volné elektrony. Ty jsou urychlovány napětím Va (jednotky kV) a pohybují se rovnoběžně s osou zobrazovače. Dopadají na stínítko a rozsvěcují luminofory příslušných obrazových bodů. Počet emitorů proto odpovídá počtu obrazových bodů. Proto odpadá mechanicky a prostorově náročná soustava elektromagnetických vychylovacích cívek.

10. Emise elektronů tunelovým jevem je praktickyskoková a neumožňuje plynule řídit jas. Řízení jasu je proto nutno uskutečňovat pulsní šířkovou modulací spínacího signálu (tedy zkrácením doby trvání aktivace příslušného emitoru). Konstrukce zobrazovače SED Proti jiným monolitickým zobrazovačům je konstrukce SED relativně velmi jednoduchá. Tvoří ji plochý evakuovanýskleněný panel (tloušťky cca 30 mm). Obsahuje desku štěrbinových emitorů se strukturou řádkových a sloupcových adresovacích elektrod, urychlovací anodu a desku luminoforů. Aktivace štěrbi- nových emitorů se uskutečňuje nízkým napětím přepínaným přímo na elektrody bez nutnosti složité struktury aktivního řízení (Active Matrix) s tenkovrstvými tranzistory TFT používaná ve zobrazovačích LCD a plasma. Vlivem velmi úzké štěrbiny emitoru (cca 20 nm), vzniká dostatečný gradient elektrostatického pole pro vznik tunelové emise i při napětí Vfněkolika V.

11. Vlastnosti zobrazovačů SED Uvedené parametry odpovídají parametrům prototypu SED 55" fy Canon (2006). V závorkách jsou uvedeny předpokládané parametry v roce 2010 Výhody - zanedbatelné geometrické zkreslení, - vysoký kontrast – 50000:1 (100000:1) - primární zářiče, - dosažitelný jas – 450 cd/m2 - krátká doba odezvy - menší než 1 ms(0,2 ms), - relativně malý příkon, - velmi tenký panel – několik mm, - pozorovací úhel blízký 180°. Poznámka Podobná technologie FED (Field Emission Display) se liší od SED jen provedením emitorů. Ty jsou realizovány formou stovek uhlíkových nm trubiček, které v silném elektrostatickém poli emitují elektrony. Vyžaduje však extrémně vysoké vakuum. Zatím se ukazuje, že techno- logie SED je pro praktické využití vhodnější.

12. Děkuji Vám za pozornost Václav Říčný Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky