Мониторы будущего, от устанавливаемых в миниатюрных устройств PDA, способных воспроизводить полномасштабное видео, до ЖК-экранов с диагональю около 40 дюймов, станут тоньше, ярче и будут поддерживать более высокое разрешение.

Применение монохромных дисплеев на пассивных матрицах, разработанных Philips Mobile Display Systems, позволяет продлить срок службы батареи и экрана мобильного устройства

Новые технологии производства мониторов, в том числе дешевых, но сравнимых по качеству альтернатив плазменным экранам, были продемонстрированы во время конференции-выставки представителей индустрии компьютерных дисплеев Society for Information Displays 2001. Возможно, в ближайшее время приобрести мониторы, созданные на основе самых последних технологических достижений, не удастся, но ждать их скорого появления на рынке, безусловно, стоит.

Закон Мура на дисплеи не распространяется

В то время как согласно закону Мура производительность микропроцессоров удваивается каждые полтора года, качество компьютерных дисплеев повышается всего на 8% в год. Об этом заявил вице-президент подразделения Intel Capital Клод Леглизе.

За 300 долл. можно приобрести струйный принтер, способный печатать изображения фотографического качества, и пленку для фотоаппарата такого высокого качества, что глаз человека, вероятно, уже не способен заметить никакого дальнейшего улучшения. Однако в отношении компьютерных дисплеев добиться столь высокого уровня разрешения по-прежнему не удается. Стремящаяся изменить такое положение дел, корпорация Intel продемонстрировала на конференции свои последние технологические достижения. Эта выставка считается самой крупным специализированным мероприятием, посвященным дисплеям. На выставке были продемонстрированы мониторы, обладающие, пожалуй, самым высоким на сегодня качеством.

Дисплей с диагональю 22 дюйма имеет экран площадью 9,2 мегапикселов и может поддерживать 16 окон, в которых воспроизводятся записи с 16 различных дисков DVD одновременно в режиме 720x480 пикселов. Однако с точки зрения конечных пользователей они обладают весьма существенным недостатком: для обеспечения их работы требуется сразу 16 процессоров Pentium 4, и стоить такие дисплеи будут около 200 тыс. долл.

Экран дисплея, использующего технологию электронных чернил, состоит из тысяч микрокапсул, которые меняют цвет с черного на белый под воздействием электрического поля

Эти дисплеи произведены корпорацией IBM, но в них используется технология, в течение четырех лет разрабатываемая совместно с исследователями лаборатории Intel Research Labs и Стэнфордского университета (Калифорния). Наряду с 16 процессорами эти дисплеи используют оперативную память емкостью 2 Гбайт и соединение с пропускной способностью 1 Гбайт/с.

Конечно, подобные дисплеи нескоро появятся на полках магазинов. На ближайшее же время Intel ставит перед собой две цели. «В течение следующих двух лет мы хотим предложить монитор с диагональю 27 дюймов, способный отображать сразу две страницы. Стоить он должен около 2 тыс. долл., — заметил Леглизе. — А через пять лет мы хотим выпустить дисплей с размером экрана 10 мегапикселов по такой же цене».

Производители совершенствуют ЖК-мониторы

Производители представили на конференции свои последние достижения в области жидкокристаллических панелей, а также технологические решения, которые позволяют создавать более яркие и меньшие по размеру дисплеи, отличающиеся высокой скоростью отображения изменений.

Компания NEC Electronics предложила отражающую ЖК-панель на тонкопленочных транзисторах с диагональю 3,5 дюйма вместе с драйверами, предназначенными для использования с PDA. Этот дисплей способен поддерживать 260 тыс. цветов при разрешении 240x320 пикселов и подходит для воспроизведения видео. Выпуск опытных партий таких дисплеев начнется в сентябре, а вскоре после этого компания приступит к их массовому производству, планируя изготавливать по 10 тыс. устройств в месяц.

Представители группы Electronic Device Group в корпорации Mitsubishi Electric & Electronics продемонстрировали ЖК-дисплей с малым временем реакции. В нем реализована технология Feed Forward Driving (FFD) компании Mitsubishi, которая позволяет сократить время реакции, параллельно увеличивая качество изображения. При том что в стандартных тонкопленочных ЖК-дисплеях смена полностью белого на полностью черный экран занимает 25-45 мс, а на воспроизведение изображений с градацией серого может потребоваться более 84 мс, в FFD-дисплеях эти операции выполняются существенно быстрее.

Данная технология может сократить воспроизведение изображений с градацией серого до 20 мс, а в некоторых случаях — даже до 10 мс. FFD корректирует время реакции за счет использования буфера кадров. Выпуск дисплеев, предназначенных для жидкокристаллических телевизионных экранов и мультимедийных мониторов, начнется в третьем квартале этого года, а их массовое производство запланировано на четвертый квартал. Предполагается, что новые дисплеи будут стоить около 1 тыс. долл. (в статье приведены цены в США. — Прим. ред.).

Этот прототип наручного компьютера на базе ОС Linux имеет OLED-экран с разрешением 640x480 пикселов и размеры 0,87 дюйма (ширина) на 0,65 дюйма (высота), или 740 пикселов на дюйм

Компании Samsung Semiconductor и Innova Electronics совместно разрабатывают два ЖК-дисплея с повышенной яркостью, с которыми можно работать под прямым солнечным светом. Эти дисплеи, созданные на базе уже выпускаемой Samsung модели, представляют собой версии на 1500 нит и 2000 нит (нит — единица измерения яркости, используемая для характеристики дисплеев и эквивалентная яркости в 1 канделлу на кв. метр).

Обычный дисплей на активных матрицах имеет яркость 200-300 нит. Новые устройства предназначены для промышленных приложений, в том числе морских радаров, оборудования, используемого для поиска нефтяных и газовых месторождений, терминалов торговых автоматов и разнообразного нестационарного оборудования.

E Ink и Philips представляют «бумажный» экран

Philips Components, подразделение корпорации Koninklijke Philips Electronics, и компания E Ink представили на конференции первый прототип дисплеев, использующих технологию электронных чернил.

Экран подобных устройств состоит из тысяч микрокапсул, которые меняют цвет с черного на белый под воздействием электрического поля. Капсулы наносятся на пластиковую пленку, которая в свою очередь подключается к микросхеме с драйвером.

Партнеры представили прототипы, которые поступят в производство спустя несколько месяцев. При создании пленки, на которую наносятся электронные чернила, применяется технология активных матриц Philips. Экран имеет диагональ 5 дюймов и разрешение 80 пикселов на дюйм как в черно-белом режиме, так и при выводе изображений с градацией серого, а кроме того, поддерживает режим «черные буквы на белом фоне», который, как предполагается, компании и предпочтут в силу его надежности.

«Мы смогли выпустить наши прототипы буквально через несколько месяцев после подписания соглашения с E Ink о совместной разработке, — отметил Питер Хоппер, директор подразделения Philips Mobile Display Systems. — Теперь мы работаем с несколькими партнерами, чтобы ускорить выход этих устройств на рынок».

Philips и E Ink рассчитывают предложить устройства с экранами на основе технологии электронных чернил к 2003 году и активно работают с производителями устройств над созданием дисплеев с электронными чернилами для PDA, мобильных телефонов, электронных считывающих модулей и устройств электронной почты.

«Чем лучше такие дисплеи смогут имитировать печать на бумаге, тем популярнее они станут, — уверен Джим Джулиано, генеральный директор компании E Ink. — Наша цель состоит в том, чтобы дисплеи максимально напоминали лист бумаги».

В перспективе компании рассчитывают выпустить экраны различного размера, от 7,5 до 35 см. Кроме того, поскольку такой экран базируется на технологии активных матриц, его размер не будет влиять на скорость регенерации.

От жидких кристаллов к OLED

Производители мониторов продемонстрировали посетителям экраны будущего — дисплеи, изготовленные по технологии OLED (organic light emitting diode — «органический светоизлучающий диод»).

OLED-дисплеи сами излучают свет, как телевизоры на электронно-лучевых трубках или плазменные дисплеи, что позволяет преодолеть излишнее потребление энергии, характерное для подсветки экранов большинства ЖК-дисплеев. За счет отказа от подсветки появляется возможность создавать панели, которые более компактны и обладают более низким уровнем потребления энергии.

«Отсутствие подсветки позволило производителям мониторов уменьшить толщину и снизить энергопотребление панелей», — отметила ведущий аналитик компании Stanford Resources Кимберли Аллен.

По оценкам Stanford Resources, объем рынка OLED-дисплеев, составивший в 2000 году 29 млн. долл., будет стремительно расти и к 2007 году достигнет 1,6 млрд. долл.

«В ближайшие пять лет мы еще не увидим компьютеров с OLED-экранами, — заметила Аллен. — В последующие два года применение этой технологии будет ориентировано на миниатюрные PDA».

Pioneer, единственная в мире компания, наладившая массовое производство OLED-дисплеев, продемонстрировала прототипы OLED на активных матрицах.

Сейчас Pioneer выпускает OLED-дисплеи на пассивных матрицах, которые применяются пока только для дисплеев автомобильных стереосистем и телефонов Motorola TimePort 8767, но во второй половине следующего года предполагается начать производство OLED на активных матрицах. Они будут обладать более высокой скоростью перерисовки экрана и, как следствие, обеспечивать более высокое качество изображения. Однако проблема состоит в том, что приложений, которые могут использовать все возможности таких дисплеев, пока не существует ни для мобильных телефонов, ни для PDA.

«Вот почему мы должны более тесно сотрудничать с производителями устройств, поскольку только таким образом сможем помочь им максимально использовать все предлагаемые возможности», — подчеркнул Дэвид Взорек, инженер по продажам Pioneer.

Pioneer представила полноцветные OLED-дисплеи на активных матрицах с диагональю 1,8 дюйма и 4 дюйма. Эти экраны толщиной всего 2 мм имеют скорость перерисовки примерно в 1000 раз большую, чем традиционные жидкокристаллические.

В начале года Pioneer, Semiconductor Energy Laboratory и Sharp создали совместное предприятие ELDis, которое работает над технологиями, позволяющими ускорить совершенствование OLED-устройств. В частности, СП разрабатывает кремниевую подложку на тонкопленочных транзисторах с так называемой непрерывной протяжкой — ключевой технологией для OLED.

Philips Mobile Display Systems, подразделение компании Koninklijke Philips Electronics, продемонстрировало собственные OLED-дисплеи. Его представители также сообщили, что разработанная им технология теперь применяется для производства небольших мобильных приложений, в том числе мобильных телефонов и пейджеров. Применение этих монохромных дисплеев на пассивных матрицах позволяет продлить срок службы батареи и экрана.

Одним из самых больших энтузиастов новой технологии является тайваньская компания Ritek, подписавшая лицензионное соглашение с Kodak в прошлом году. По словам менеджера по продажам подразделения дисплеев Ritek Эрика Ценга, уже налажено OEM-производство OLED-дисплеев для двух заказчиков.

Ценг не стал раскрывать реальные цифры продаж, но сообщил, что завод ежемесячно производит 25 тыс. заготовок экранов размером 400х400 мм. Вторая производственная линия, которая должна выйти на проектную мощность в третьем квартале, рассчитана на выпуск 70 тыс. заготовок размером 370х470 мм.

Конечно, заказчиков пока очень мало. По словам Ценга, компания сегодня поддерживает отношения лишь с двумя-тремя заказчиками, назвать которых он отказался. Впрочем, у технологии OLED очень хорошие перспективы, однако высоких результатов можно ждать лишь после того, как на рынке появятся полноцветные мониторы с активной матрицей. «На мой взгляд, монохромные дисплеи, не поддерживающие полный спектр цветов, не в состоянии конкурировать с TFT-экранами, — подчеркнул Ценг. — Поэтому становление рынка произойдет лишь после начала массового производства устройств OLED с активными матрицами, а это ожидается не раньше 2003 года».

В настоящее время на рынке OLED достаточно широко представлена только одна компания — Pioneer. «Свой первый продукт категории OLED — дисплей для автомобильной стереосистемы — Pioneer выпустила еще в 1998 году», — отметила Аллен.

Ожидается, что в нынешнем году ассортимент подобных продуктов расширится. Целый ряд производителей планируют наладить выпуск таких дисплеев для автомобильных стереосистем, карманных игровых устройств и мобильных телефонов. Но для того чтобы выйти за рамки рынка мобильных телефонов и автомобильных систем и выпускать большие экраны, производителям придется добиться снижения цен.

«Существующие на сегодня технологии не позволяют наладить выпуск надежных и недорогих панелей, — пояснила Аллен. — Впрочем, уже в ближайшем будущем ожидается сокращение затрат на производство по сравнению со стоимостью изготовления жидкокристаллических дисплеев».

Пока OLED-панели еще не так популярны среди пользователей, как жидкокристаллические, однако потенциал их высок. Все крупные японские производители мониторов приступили к разработке OLED-дисплеев. Соответствующее партнерское соглашение подписано между Samsung Electronics и NEC; серьезное внимание данной технологии уделяет и компания Koninklijke Philips Electronics.

Выставка мониторов, организованная в рамках форума, состояла почти из 500 стендов. Они принадлежали как мощным японским корпорациям Toshiba, NEC и Sharp Electronics, так и гораздо менее известным производителям наподобие Candescent Technologies или Optrex America.

Органическая технология

Компания EMagin, приобретшая соответствующую лицензию у Kodak, готовит к выпуску микродисплеи на базе технологии OLED, в том числе шлем для видеоигр и ПК. Чтобы продемонстрировать возможности технологии, EMagin показала прототип наручного компьютера на базе ОС Linux. Это устройство, разработанное совместно с исследователями из IBM Research, имеет OLED-экран с разрешением 640x480 пикселов и размеры 0,87 дюйма (ширина) на 0,65 дюйма (высота), или 740 пикселов на дюйм. Высокое разрешение позволяет выводить на экране такого PDA десяток строк разборчивого текста.

Гигант химической промышленности — корпорация DuPont поставила перед своим относительно недавно созданным подразделением DuPont Displays задачу выхода на рынок OLED. Эта компания продемонстрировала на выставке гибкий дисплей, в котором OLED-панель реализована на полимерной подложке. Но прежде чем гибкие OLED-мониторы, которые внешне выглядят как листы тонкой пленки, найдут массовое применение, ученые должны решить целый ряд технических вопросов, в том числе понять, каким образом предотвратить проникновение распыленных в воздухе загрязняющих веществ через пористый пластик.

Представители DuPont Displays сообщили о создании совместного предприятия с компанией Three-Five Systems, выпускающей жидкокристаллические устройства. Его задачей станет проектирование, сборка и поставка OLED-дисплеев производителям оборудования.

Совместному предприятию, получившему название Three-D OLED, предстоит заниматься OLED-дисплеями на пассивных матрицах, предназначенных для карманных устройств, мобильных телефонов и автомобильного оборудования.

В то время как большинство прототипов предназначено для небольших дисплеев, Sony объявила о намерении разрабатывать полноразмерные тонкие OLED-мониторы. На стенде компании была представлена панель с диагональю 13 дюймов и разрешением 800x600 пикселов, которая по своей толщине лишь ненамного превышает кредитную карточку.

Больше — лучше

Свои новые технологии, а также способы улучшить характеристики существующих экранов и снизить их цену продемонстрировали и другие компании, принявшие участие в форуме. Так, Toshiba показала жидкокристаллический монитор с диагональю 20,8 дюйма с высоким разрешением QUXGA — 3200x2400 пикселов. Samsung Semiconductor представила панель UXGA (1920x1200 пикселов) с диагональю 24 дюйма, в которой реализована новая технология, благодаря которой время реакции снижено до 25 мс, что достаточно для воспроизведения «живого» видео (чего не позволяют сделать многие ЖК-панели).

LG.Philips продемонстрировала несколько новых продуктов. Ее панель на 18,1 дюйма имеет тонкий, толщиной всего 1,27 см, срез. Яркий ЖК-экран с диагональю 15,1 дюйма предназначен для телевизоров. Кроме того, компания представила ЖК-панель с диагональю 12 дюймов, способную работать либо в пропускающем (с задней подсветкой), либо в отражающем режиме; панель предназначается для ноутбуков с пониженным энергопотреблением.

Плазменные экраны, которые большинство производителей предпочитают использовать для больших плоскопанельных дисплеев, очень дороги и имеют определенные технические ограничения, поэтому целый ряд компаний работают над созданием альтернативных решений.

Жидкокристаллические экраны менее подвержены такому эффекту, как выжигание люминофора, что сокращает срок службы плазменных дисплеев, но крупные ЖК-панели стоят очень дорого, частично потому, что очень сложно производить целиковые стеклянные пластины большого размера, требуемые для производства таких панелей. Компания Rainbow Displays рассчитывает решить эту проблему при помощи так называемой «мозаичной» (tiling) технологии, которая позволяет создавать большие экраны за счет бесшовного соединения нескольких ЖК-панелей меньшего размера. На выставке Rainbow представила модель Spectrum Model 3750 — дисплей на активных матрицах с диагональю 37,5 дюйма, «собранный» из трех ЖК-панелей.

Атака на плазму

Еще один продукт, который может стать серьезным конкурентом для плазменных панелей, был представлен компанией Philips Components. Этот экран создан на основе разработанного ею метода «жидких кристаллов на кремнии» (liquid crystal on silicon — LCoS), получившего название Engaze. Он использует проекционную технологию, стоит дешевле плазмы, а панели при этом получаются лишь немногим толще аналогичных по размеру плазменных дисплеев. Еще одно преимущество: «электронную» начинку можно отделить от самой панели, причем она может управлять панелями различного размера, предлагая производителям большую гибкость в принятии решения о размере производимых дисплеев. Philips планирует предлагать системы на базе Engaze для телевизоров с большими экранами.

Компания IFire Technology делает ставку на свою малоизвестную неорганическую электролюминесцентную (EL — electroluminescent) технологию, рассчитывая на то, что такие системы смогут конкурировать с плазменными решениями. Технология EL позволяет сократить затраты, поскольку дает возможность обходиться без сложной электроники, требуемой для организации работы плазменного экрана. Представители IFire подчеркивают, что EL-экран может стоить примерно на 40% меньше, чем плазменный того же размера. Кроме того, поскольку EL-дисплеи прочнее, чем другие плоские панели, использующие технологию на основе газа, они могут оказаться удобнее для применения в автомобильном оборудовании.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями