|
|
Organisch licht … OLED gaat het maken
Door: Peter Buijsman (feb 2004)
Of het nu met lampjes, wijzertjes of schermpjes is, elk apparaat dat door de mens gemaakt is en geacht wordt ons informatie te geven vervalt terug tot een manier die door eenvoud gekenmerkt wordt. Dit gebied is continu onderhevig aan allerlei wijzigingen, wat we dan vooruitgang noemen. Wie kent de auto rekenmachines nog met fel oplichtende rode of groene lampjes in het schermpje? Deze waren groot, onhandig, gingen snel stuk en bovenal verbruikten ze enorm veel stroom. Iets soortgelijks zullen wij over een jaar of tien roepen over onze huidige kleurenschermpjes in bijvoorbeeld mobiele telefoons, maar ook in TFT computer schermen en plasma televisies die op dit moment nog als redelijk vooruitstrevend beschouwd worden.
Het bedrijf Kodak, wat veel mensen het beste kennen van de fotografie producten, heeft min of meer per ongeluk een opvolger ontdekt van onze huidige displays. Het was in een Kodak laboratorium waar een onderzoeker in 1985 bij toeval ontdekte dat een beetje gemorst poeder zacht groen oplichtte. Op dat moment kon hij niet vermoeden dat hij een revolutionaire stap had gemaakt in de ontwikkeling van displays.
Traditionele LCD’s (Liquid Crystal Display) werken gesimplificeerd als volgt. Een speciale vloeibare stof wordt in een bepaalde gewenste vorm ingeklemd tussen twee plaatjes van glas of plastic. Deze stof heeft de eigenschap dat het meer of minder licht zal doorlaten afhankelijk van of er wel of niet stroom op de stof wordt gezet. Door nu een spiegeltje te plaatsen of met een felle lamp achter deze twee plaatjes te schijnen en de stroomspanning heel precies te variëren is het mogelijk meer of minder licht door te laten schijnen en zo de illusie van verschillende helderheidsgradaties op te wekken. Op dit moment kan de techniek 256 gradaties laten zien. Door de lamp van kleur te laten wisselen of er een gekleurd doorzichtig laagje aan toe te voegen is het mogelijk om verschillende kleuren te laten zien. De bekendste toepassing van deze displays is digitale horloges en rekenmachines (in eenvoudige vorm), maar ook de bekende TFT schermen zoals we die zien in mobiele telefoons en computer monitoren zijn op deze manier opgebouwd. De basis van deze techniek bestaat al sinds de jaren ‘60 en is ondertussen hevig toe aan vernieuwing.
De ontdekking van Kodak wordt OLED genoemd. Dat staat voor Organic Light Emitting Diode. Het bestaat uit een organisch materiaal dat ook ingeklemd zit tussen twee laagjes. Echter, in tegenstelling tot LCD geeft dit materiaal licht op het moment dat er spanning op de twee buitenste laagjesgezet wordt. Dit is een groot verschil met de traditionele LCD schermen, waar het display zelf geen licht geeft maar afhankelijk is van achtergrond verlichting of een spiegel constructie. Doordat elke molecuul van deze OLED stof licht geven kan, is het heel hanteerbaar.
Passief of actief
Net als bij de huidige LCD displays bestaat ook de OLED in twee varianten: passief en actief. De passieve schermen zijn van mindere kwaliteit. Het schermoppervlak wordt opgedeeld in horizontale en verticale banen. Heel snel wordt er van links naar rechts en van boven naar beneden van elk knooppunt van deze banen bepaald of er licht moet zijn of juist niet. Er wordt vervolgens kortstondig stroom gezet aan de rand van het scherm, precies op de horizontale en verticale baan van het knooppunt. Het idee is vervolgens dat de knooppuntjes (beeldpuntjes) van zichzelf net lang genoeg blijven branden tot de volgende beslissingsronde. Deze methode werkt maar is geen toonbeeld van precisie. De stroom doet niet alleen zijn werk op de knooppuntjes: ook nabij gelegen puntjes gloeien wel eens zachtjes mee. En, belangrijker, omdat de beeldpuntjes moeten blijven branden tot de volgende beslissingsronde is het niet mogelijker sneller te schakelen dan de duur van zo’n beslissingsronde. Dat maakt bijvoorbeeld het bekijken van een film al snel een wazige bedoening.
Een actieve display werkt anders. Hierbij is het namelijk mogelijk om onafhankelijk van elkaar alle beeldpuntjes aan of uit te zetten, welke dan ook direct reageren. Elk beeldpuntje heeft zijn eigen elektronische besturing, een soort schakelaar, die tegen het scherm zit geplakt als een dunne folie (Thin Film Transistors, ofwel TFT). De beeldpuntjes hoeven ook niet lang na te gloeien: er is geen beslissingsronde die wellicht even op zich laat wachten. Deze variant is bij uitstek geschikt voor computer monitoren of multimedia toepassingen met snelle beeldwisselingen of waar hoge kwaliteit een vereiste is.
Voordelen
Er zijn een aantal grote voordelen aan OLED techniek verbonden, ten opzichte van traditionele LCD schermen. Om te beginnen het stroomverbruik. Dit is erg laag, wat voor toepassing in draagbare apparaten die op accu’s werken natuurlijk altijd een pre is. De hele techniek kan daarnaast op 2 Volt werken, wat een hoop extra elektronica overbodig maakt, die in huidige LCD’s aanwezig is om de juiste spanning te genereren. Er is ook geen lamp meer nodig. Dit samen scheelt enorm veel ruimte en afgegeven warmte, maar ook de prijs kan daardoor 20% tot 50% lager zijn.
Zoals gezegd is een flinterdun laagje van deze stof voldoende om een display te vormen. Dat betekent dat als de stof wordt ingeklemd tussen twee flexibele lagen het bijvoorbeeld mogelijk is een oprolbaar display te maken van slechts enkele millimeters dik. Een display die daarnaast een ongekende helderheid heeft die niet te vergelijken is met de huidige schermen en dat ook nog eens bij een veel hogere resolutie en bij hele hoge of heel lage omgevingstemperaturen.
Tot slot is, doordat het display zelf licht geeft, het mogelijk om vanaf een grote hoek nog kleurecht naar het scherm te kunnen kijken. Een inkijkhoek van 160 graden is niet bijzonder bij OLED.
Toepassing
De meest voor de hand liggende toepassing zit hem in de vervanging van huidige LCD toepassingen, zoals in schermpjes van mobiele telefoons, laptops, autoradio’s en televisies. Vanwege de lage productie kosten komt echter ook een complete televisie wand waarbij het scherm als een soort behang tegen de muur opgeplakt wordt binnen bereik. Een PDA bestaat straks alleen nog maar uit een oprolbaar touchscreen. Een krant is een compact enkelvoudig blaadje die gedurende de abonnementsperiode elke dag automatisch via een mobiel netwerk van nieuwe content voorzien wordt en die toch heel eenvoudig opgevouwen meegedragen kan worden.
|
|
|
