AMOLED микродисплеи

Основные виды микродисплеев

 

В связи с миниатюризацией электронной наблюдательной техники в последнее время на мировом рынке растёт спрос на микродисплеи —  микроминиатюрные средства отображения визуальной информации. Их преимущество заключается в том, что они позволяют экспонировать полноформатное изображение в микроформате без потери качества. Это востребовано в различного типа окулярных и проекционных оптических системах, таких как:

• видоискатели;
• прицелы;
• приборы ночного видения;
• очки VR;
• пикопроекторы;
• микрохирургическое оборудование и т.п.

 

В основе первых и до сих пор самых распространённых микродисплеев лежат жидкокристаллические технологии. ЖК-микродисплеи по типу изготовления можно разделить на три основные группы:

• Традиционная технология – LCОS (Liquid Crystal on Silicon — жидкий кристалл на кремнии);
• Более современная технология – LTPS (Low Temperature PolySilicon – низкотемпературный поликристаллический кремний);
• Самая современная технология – FLCD (Ferroelectric Liquid Crystal Display - сегнетоэлектрический жидкокристаллический дисплей).

 

Однако ЖК-микродисплеи, изготовленные по наиболее совершенной технологии, проигрывают  микродисплеям, которые произведены на основе органических светоизлучающих диодов (OLED). Технология OLED обладает рядом преимуществ:

• более высоким качеством изображения, включая яркость и контрастность;
• большим углом обзора;
• меньшим временем отклика;
• гораздо более низким энергопотреблением;
• меньшей толщиной.

 

Помимо этого, микродисплеи данного типа отличаются хорошей работоспособностью при низких температурах и в условиях сильной вибрации, а это немаловажные факторы для военного применения. Улучшенная версия OLED микродисплеев – дисплеи, изготовленные по технологии АМOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode). В них для управления светодиодами используется активная диодная матрица. О структуре и особенностях АМOLED микродисплеев мы поговорим ниже.

 

 

Устройство и принципы работы AMOLED микродисплеев

 

Явление электролюминесценции на органических кристаллах было обнаружено ещё в 1960-е годы, однако первый органический светодиод удалось создать только спустя 20 лет, а первый серийный OLED дисплей вышел в 1997 году. История же создания микродесплеев по технологии АМOLED начинается с первого десятилетия нынешнего века.

 

   

Нижний слой представляет собой кремниевую подложку с установленными на ней транзисторами, поверх которой располагаются органические кристаллы, покрытые прозрачной плёнкой катода (роль анода в данном случае обычно играет тонкое металлическое покрытие подложки).  Это упрощённая схема, дающая самое общее представление о строении АМOLED микродисплея. В реальности различных тонкоплёночных слоёв, улучшающих свойства органических диодов, гораздо больше. Помимо светодиодной матрицы в состав АМOLED микродисплея входит схема управления, которая размещается на краю кремниевой подложки и состоит из следующих компонентов:

• видеоинтерфейса (три канала RGB и один монохромный канал);
• драйверов вертикальной и горизонтальной развёртки;
• пиксельного синхронизатора;
• интерфейса управления.

 

При необходимости микродисплей может комплектоваться отдельной платой с драйверами конвертации видеосигнала. 

В основе функционирования АМOLED микродисплеев лежит принцип электронно-дырочного замещения, которое происходит в молекулах органических кристаллов при подаче электрического напряжения на светодиодную матрицу.

Непосредственный просмотр картинки, отображаемой микродисплеем, затруднён её малым форматом, поэтому для этой цели используются специальные окуляры. 

 

Сферы применения АМOLED микродисплеев чрезвычайно разнообразны. Соответственно, различные модели этих микродисплеев также имеют разные функциональные особенности. Ниже мы рассмотрим классификацию АМOLED микродисплеев согласно этим особенностям.

 

 

Классификация AMOLED микродисплеев

 

Прежде всего АМOLED микродесплеи различаются по цветности, они бывают:

• полноцветные;
• монохромные (моно белые или моно зелёные).

 

Полноцветные дисплеи служат для трансляции цветного изображения (например, в видоискателях, очках VR или проекционных системах). Монохромные микродисплеи применяются там, где данная функция избыточна (например, в приборах НВ). Они дешевле и одновременно удобнее для глаза наблюдателя (особенно моно зелёные).

 

Кроме того, различные модели АМOLED микродисплеев имеют разное разрешение. Наибольшее распространение получили модели с разрешением 800 х 600 пикселей, при различном шаге пикселя. Существуют и мегапиксельные модели с разрешением 1280 х 1024 пикселей и больше. Также есть модели, разрешение которых кратно разрешению тепловизионных матриц. Например, 640 х 480 пикселей. Они предназначены специально для встраивания в тепловизионные наблюдательные комплексы. Каждому микродисплею в зависимости от его формата присваивается соответствующее буквенное обозначение согласно международной классификации:

 

Разрешение	Наименование
320 × 240	QVGA
640 × 480	VGA
800 × 600	SVGA
1024 × 768	XGA
1280 × 720	HDTV (720p)
1280 × 1024	SXGA
1600 × 1200	UXGA
1920 × 1080	HDTV (1080i,p)
2048 × 1536	QXGA
2048 × 2048	VXGA
2560 × 2048	GXGA/QSXGA

 

Средняя яркость свечения – ещё одна важная характеристика АМOLED микродисплеев. Она измеряется в канделах на квадратный метр, самые распространённые значения составляют 70, 100, 1000 и 1500 кд/м².    

 

         

AMOLED микродисплеи компании OLIGHTEK

 

Долгое время монополию на технологию производства АМOLED микродисплеев сохраняли за собой американские, японские и европейские производители, пока в 2008 году в китайском городе Куньмин не была создана компания OLiGHTEK. Уже через год она смогла представить пробную партию АМOLED микродисплеев, изготовленных на основе собственных технологических разработок. А спустя два года начала их серийный выпуск.

 

На данный момент количество АМOLED микродисплеев, производимых компанией OLiGHTEK, составляет более чем 450 000 экземпляров в год. В ассортименте их продукции представлены микродисплеи формата SVGA и SXGA с диагональю экрана 0,38; 0,5; 0,6 и 0,97 дюйма. Используя современные полупроводниковые технологии, компания OLiGHTEK создала сложные интегрированные схемы устройств, включающие в себя:

• драйвер;
• сигнальный процессор;
• видеодекодер;
• датчик температуры;
• запоминающее устройство на основе кремниевых подложек.

 

И разработала AMOLED микродисплеи, сочетающие максимальную излучающую способность с низким энергопотреблением и высокой производительностью, а также отличающиеся исключительной надежностью.

 

Компания «Лазерные компоненты» обладает эксклюзивным правом на реализацию продукции, произведённой под маркой OLiGHTEK в России и близлежащих странах.