211service.com
Dunne displays als polsbandjes
Het Amerikaanse leger test een prototype horloge dat lichtgewicht en dun is en een kleurendisplay heeft. Dit display is gemaakt van flexibele materialen en is in een stevige plastic behuizing gehuld en kan aan een polsbandje worden gedragen om streaming video en andere informatie weer te geven. Het maakt gebruik van nieuw ontwikkelde fosforescerende materialen die efficiënt zijn in het omzetten van elektriciteit in rood, blauw en groen licht, wat betekent dat het scherm minder stroom nodig heeft om te werken.
Pols flex: Dit prototype gemaakt voor het Amerikaanse leger wordt om de pols gedragen en heeft een dun, lichtgewicht flexibel OLED-scherm.
De meeste telefoons, laptops en tv's gebruiken tegenwoordig LCD's (liquid crystal displays) die worden aangestuurd door elektronica die op glas is gebouwd. Om energiezuinigere displays te maken die worden bestuurd door flexibele elektronica, die lichtgewicht zijn en niet zullen versplinteren als glas, wenden veel bedrijven zich tot organische light-emitting diodes (OLED's). De pixels in OLED-schermen vervangen de lagen elektronica en filters in LCD's door organische kleurstofmoleculen die licht uitstralen als reactie op elektrische stroom.
Voor consumenten beloven flexibele OLED's draagbare elektronica met prachtige schermen die de levensduur van de batterij niet belasten en niet versplinteren als ze vallen. Maar tot nu toe heeft geen enkel bedrijf economisch haalbare productiemethoden ontwikkeld voor het produceren van flexibele OLED's met een voldoende lange levensduur en consistente kwaliteit. Het Amerikaanse leger heeft de ontwikkeling gefinancierd met als doel soldaten te voorzien van robuuste, dunne communicatieapparaten die kaarten en video kunnen weergeven zonder al te veel gewicht aan hun lading toe te voegen.
De nieuwe display-prototypes maken gebruik van efficiënte OLED-materialen die zijn ontwikkeld door Universele weergave van Ewing, New Jersey, en zijn gebouwd op elektronische besturing met folie die is ontwikkeld door LG-scherm , met het hoofdkantoor in Seoel, Zuid-Korea. De apparaten zijn ontworpen door L-3 weergavesystemen van Alpharetta, Georgië. Het scherm is 4,3 inch. Als onderdeel van militaire demonstratietests is het apparaat gebruikt om realtime video van onbemande luchtvoertuigen te streamen.
Deze prototypes vertegenwoordigen niet zozeer een grote vooruitgang, maar een voortdurende vooruitgang op vele fronten, zegt Janice Mahon, vice-president technologieontwikkeling bij Universal Display. Die fronten omvatten de OLED-materialen zelf, de elektronica die ze aanstuurt en de integratie en verpakking van het apparaat.
De eerste generatie OLED-materialen, die tegenwoordig wordt gebruikt in beeldschermen voor mobiele telefoons met een glazen achterkant en sommige kleine tv's, kan slechts 25 procent van de elektrische stroom in licht omzetten; de rest gaat verloren als warmte. Universal Display ontwerpt en ontwikkelt materialen die volgens een ander mechanisme werken en een theoretische efficiëntie van 100 procent hebben. De prototypes voor het leger gebruiken een volledige set fosforescerende materialen; de bedrijven hebben geen specificaties vrijgegeven over het stroomverbruik, maar volgens Mahon verbruiken beeldschermen die met deze materialen zijn gemaakt een vierde van het vermogen van een conventionele OLED.
Samsung Mobile Display, de grootste maker van OLED-schermen, gebruikt momenteel de rode fosforescerende materialen van Universal Display in zijn producten; Samsung en andere bedrijven evalueren momenteel groene materialen. Fosforescerende materialen die werken met licht met een hogere energie, zoals blauw, zijn over het algemeen minder stabiel in de tijd en komen langzamer op gang. De bedrijven hebben geen informatie vrijgegeven over de verwachte levensduur van de volledig fosforescerende schermen.
Universal Display heeft de lichtemitterende laag aangebracht op elektronische bedieningselementen van LG Displays. De elektronica is een reeks amorf-siliciumtransistors gebouwd op roestvrijstalen folie in plaats van glas. Andere bedrijven, waaronder Hewlett-Packard en Samsung, ontwikkelen flexibele transistorarrays van amorf silicium, meestal op plastic platen. Het werken met metaal brengt enkele uitdagingen met zich mee omdat het oppervlak ruw is, wat de structuur van de transistoren kan verstoren, maar metaal kan hogere verwerkingstemperaturen weerstaan dan plastic. Dat is een belangrijke eigenschap als het gaat om het neerleggen van het silicium. Verwerking bij hoge temperaturen resulteert in siliciumkristal dat niet alleen van hogere kwaliteit is, maar ook stabieler in de tijd.
Het bredere verhaal is dat we een aantal mooie demo's van flexibele OLED-schermen beginnen te zien, zegt Nicholas Colaneri , wie leidt de Flexibel weergavecentrum aan de Arizona State University. Sony en Samsung Mobile Display hebben beide flexibele displays gedemonstreerd die op plastic platen zijn gebouwd; beide bedrijven hebben de mond gesnoerd over deze technologieën. Maar, merkt Colaneri op, alleen omdat je het kunt, wil nog niet zeggen dat je het je kunt veroorloven om het te doen.
Er moet nog een grote hindernis worden genomen voordat displays zoals het prototype dat voor het leger is gemaakt, in de winkelrekken zullen verschijnen. Amorf-silicium transistorarrays kunnen worden gemaakt bij temperaturen die geschikt zijn voor flexibele elektronica, en de LCD-industrie heeft veel infrastructuur gecreëerd om ze te maken. Maar na verloop van tijd zijn ze niet de beste elektronica voor het aansturen van OLED's. De elektrische stromen die nodig zijn om OLED-pixels te schakelen, doen deze transistoren doorbranden; de pixels die het vaakst aan staan, beginnen defect te raken.
Canadese startup Brand innovatie ontwikkelt software en andere besturingselementen om de levensduur van de transistorarrays te verlengen door ervoor te zorgen dat geen enkele pixel te vaak aan staat. Colaneri zegt dat de eerste prototypes veelbelovend zijn. Ondertussen ontwikkelen Colaneri en andere onderzoekers alternatieve transistormaterialen zoals metaaloxiden om OLED-elektronica te maken die niet zal doorbranden.
De bedrijven die het prototype van het leger hebben gemaakt, maken niet bekend welke metaal-siliciumelektronica is gebruikt om het te laten draaien, maar zeggen dat ze voldoen aan de specificaties van het leger.