Electronic paper

E-papier – skąd się wziął?

● Nick Sheridon (Xerox) – pomysł wyświetlacza o cechach kartki papieru już w latach '70

Czemu e-papier?

● Bez podświetlania – e-papier odbija światło● Komfort dla oczu – brak odświeżania● Waga/gabaryty/odporność mechaniczna● Niskie zużycie energii (w większości

rozwiązań energia jest potrzebna tylko do zmiany zawartości wyświetlacza)

● Czytelność nawet przy ostrym oświetleniu

Technologie E-papieru

● Electrophoretic/Electrochromic Display (EPD) – głównie E-ink

● OLED● Electrowetting (dużo szybsze niż E-ink)● Electrofluid Display – EFD (Gamma-

Dynamics)● ChLCD - cholesteric liquid crystal

Wyświetlanie elektroforetyczne

„Electrophoretic Display Technology: The beginnings, the improvements, and a future in flexible electronics”, Erik Herz, May 19, 2006MSE 542, Cornell University, Ithaca, NY http://people.ccmr.cornell.edu/~cober/mse542/page2/files/Herz%20Electrophoretics.pdf

Film e-ink.flv

Elektroforetyczny wyświetlacz w wydaniu E-ink'u

http://www.eink.com/technology/howitworks.html

Film MOS_v2.ra

Electrowetting - elektrozwilżanie

Elektronika Dla Wszystkich, Grudzień 2003

Zmiana zwilżalności pod wpływem napięcia woda-podłoże - napięcie powierzchniowe formuje kulkę oleju.

Elektrozwilżanie - kolory

Elektronika Dla Wszystkich, Grudzień 2003

Klasycznie - subpikseleNowe rozwiązanie -

mieszanie kolorów w obrębie 1 piksela

Electrofluidic displayRozwiązanie prototypowe

Miniaturowe zbiorniczki z pigmentem w środku komórki

www.gammadynamics.net/technology.html

Wypływanie pigmentu ze zbiorniczka pod wpływem przyłożonego napięcia. Powrót do zbiorniczka dzięki napięciu powierzchniowemu.

http://www.fastcompany.com/blog/kit-eaton/technomix/step-aside-e-ink-electrofluidic-future-e-paper-here

Electrofluidic display

Cholesteric Liquid Crystal

Podobnie jak LCD...

movercast.googlepages.com/CholestericLCD.pdf

Cholesteric Liquid Crystal

Kryształ w fazie nematycznej Kryształ w fazie cholesterolowej

Blokowanie światła o określonej polaryzacji Odbijanie światła o określonej długości fali

http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/phase/phase.htm

Polaryzator Filtr koloru

Cholesteric Liquid Crystal

Odbijanie koloru

Przepuszczanie koloru

Podzielenie na domeny odbijające i przepuszczające – stany pośrednie

movercast.googlepages.com/CholestericLCD.pdf

E-papier w zastosowaniach

● Wyświetlacze przede wszystkim urządzeń przenośnych: telefony (na razie tylko Motorola), zegarki (Seiko), czytniki e-booków

● Etykiety, reklamy wizualne● W przyszłości całe ekrany telewizorów,

laptopów

Szacuje się, że do 2012 roku rynek technologii e-papieru będzie wart 400 mln. dolarów

E-papier w zastosowaniach

http://www.epapercentral.com/epaper-products

E-ink na rynku

Czytniki e-booków, z wyświetlaczami TFT:

www.eread.pl/czytniki-ebookow-c-1.html

E-ink na rynku● Z technologią E-ink:

www.eread.pl/czytniki-ebookow-c-1.html

WYŚWIETLACZE OLED

OLED - HISTORIA● 1953 – Zespół A. Bernanose'a - elektroluminescencja

cienkich, krystalicznych warstw oranżu akrydynowego i kwinakryny.

● 1965 – Patent dla dwóch pracowników z firmy The Dow Chemical Company na „organiczne urządzenie elektroluminescencyjne zasilane napięciem zmiennym”.

● Lata 1970-1990 – Badania naukowe przesunęły uwagę naukowców z kryształów na cienkie warstwy

● 1987 – Patent na diodę OLED dla firmy Eastman Kodak.● 1990 – Pierwsza organiczna dioda polimerowa.● 1998 – Wykorzystanie fosforescencji – PhOLED.

OLED – ZASADA DZIAŁANIA● Dziury/elektrony są wstrzykiwane przez anodę/katodę, a

następnie unoszone w polu elektrycznym.● Świecenie jest efektem rekombinacji par elektron-dziura w

warstwie emisyjnej diody.

OLED – FIZYKA ZJAWISK● Aby możliwe było wstrzyknięcie elektronu/dziury do wnętrza

diody, konieczne jest osiągnięcie odpowiedniej energii cząsteczki w anodzie/katodzie

● (LUMO – Lowest Unoccupied Molecular Orbital)● (HOMO – Highest Occupied Molecular Orbital)

OLED – FIZYKA ZJAWISK cd.

Zjawiska w diodzie:● Wzbudzenia elektronowe● Wzbudzenia oscylacyjne● Przejścia bezpromieniste● Fluorescencja● Przejścia między-

-systemowe● Fosforescencja

OLED – KONSTRUKCJE DIODY

● SM-OLED– Emiterami są małe cząsteczki organiczne (np. Alq3)– Małe napięcia zasilania, małe sprawności

● POLED– Elektroluminescencja z łańcuchów polimerowych– Osiągają graniczną możliwą sprawność. 20 lm/W– Większe napięcia zasilania.

● PhOLED– Wykorzystują tzw. przejścia trypletowe– Osiągają 100% sprawności konwersji mocy

na światło. 80 lm/W

OLED - STRUKTURY

● Półprzeźroczyste– Ogólnego zastosowania na

płaskich powierzchniach lub do oświetlenia

● Przeźroczyste– Ciekawe zastosowania:

● Heads-Up Display● Okna

● Warstwowe– Tworzenie pikseli RGB

OLED – WYŚWIETLACZE

● Wyświetlacze wzorowe– Nadrukowywane

● Tanie● Łatwa, szybka produkcja

– Formowane laserowo● Wyświetlacze matrycowe– Pasywne PMOLED

● Bardzo małe zużycie mocy● Małe rozmiary

– Aktywne AMOLED● Podobne do TFT● Pełnowymiarowe

OLED – ZALETY

● Żywe kolory – brak filtrów kolorów● Mały pobór mocy - brak podświetlania● Duży kontrast: 1 000 000 : 1● Kąt widzenia ok. 180 st.● Czas reakcji nawet rzędu 0,01 ms.● Cienkie i lekkie warstwy● Możliwe giętkie wyświetlacze● Potencjalnie niskie koszty produkcji

OLED – WADY

● Czas życia – szczególnie niebieskie diody

● Podatność na wilgoć

● Zahamowany rozwój przez patenty firmy Eastman Kodak

OLED – ZASTOSOWANIAUrządzenia przenośne

● MIU HDPC Secondary 2.4" AMOLED screen (320×240)● TurboLinux Wizpy 1.71" OLED panel● Sony Clie PEG-VZ90 3.8", 480 x 320 OLED screen● Samsung i7500 3.2" HVGA, 320x480,

touchscreen AMOLED● Samsung Lucido 2.2" AMOLED● OQO UMPC Model 2+ 5" touchscreen OLED, 800x480

OLED – ZASTOSOWANIATelewizory

● SonyDrive XEL-1 OLED TV– 11" 960x540– Waga 2 kg, grubość 3mm– Cena ok. 2500 $

OLED – ZASTOSOWANIAOświetlenie

● W fazie prototypów.● Ciekawe rozwiązania

Dziękujemy za uwagę!