OLED nie zwalnia tempa
Jakże łatwo można się pomylić w swych przewidywaniach! Kończąc poprzedni tekst o ekranach OLED myślałem, że temat powróci na łamy bloga za parę miesięcy. A tu nie minęły trzy tygodnie i już nazbierało się tyle nowych informacji, że żal było by czekać z ich relacjonowaniem.
Zacznę jednak od krótkiego technicznego wstępu, bo bez tego trudno będzie w pełni zrozumieć aktualną sytuację. W świadomości wielu osób utkwiła opinia, że głównym powodem wstrzymującym rozpowszchnienie OLED-ów jest nierówne i zbyt szybkie zużywanie materiałów emitujących trzy barwy składowe, zwłaszcza zbyt mała trwałość materiału emitującego kolor niebieski. Takie informacje możecie spotkać w Wikipedii, czy w starszych artykułach prasowych. Jest to pogląd, który w tej chwili nie przystaje do rzeczywistości. Istota najważniejszych problemów jest zupełnie inna.
Wciąż kłopotliwa jest ekonomiczna produkcja warstwy TFT (czyli warstwy cienkowarstwowych tranzystorów sterujących poszczególnymi pikselami ekranu). W ekranach LCD wykorzystuje się warstwy TFT z amorficznego krzemu. Ich produkcja jest niedroga. Niestety warstwy TFT z krzemu amorficznego nie nadają się do telewizorów OLED. Do OLED-ów potrzebne są warstwy TFT z krzemu polikrystalicznego. Na potrzeby ekranów OLED warstwa TFT jest zwykle wykonywana techniką polegającą na laserowym wyżarzaniu amorficznego krzemu. Laserowe wyżarzanie powoduje krystalizację tego materiału. Proces jest znany i dobrze opanowany. Według znanych mi opinii, ta technika nie nadaje się jednak do ekonomicznej produkcji dużych ekranów. Wiadomo też, że firmy takie jak Samsung czy LG eksperymentują z alternatywnymi metodami wytwarzania warstw TFT z krzemu polikrystalicznego. Rozważa się również zastosowanie innych aniżeli krzem materiałów do wykonania TFT. Kandydatem są półprzewodnikowe tlenki, które mogły by być stosowane w postaci amorficznej.
Drugim ważnym wyzwaniem technologicznym jest nakładanie na podkład materiałów emitujących światło. Generalnie materiały te nanosi się w postaci oparów przy pomocy masek. Maski ustawia się tak aby zakrywały odpowiednie części panelu, a opary pokrywają części niezakryte przez maski. Z reguły za metodę bardziej perspektywiczną i tańszą uważa się nanoszenie materiałów w postaci płynnej, czyli ich nadrukowanie. Póki co materiały nanoszone jako opary dają jednak lepszą jakość i to właśnie one są wykorzystywane komercyjnie.
Wysiłki zmierzające do rozwiązania wspomnianych problemów idą wielotorowo. Mamy w tej dziedzinie fascynujący wyścig. Pracują nad tymi problemami najwięksi producenci ekranów jak Samsung czy LG, wielkie firmy chemiczne i mniejsze firmy czysto technologiczne.
W tym miesiącu koncern chemiczny DuPont poinformował o nowych, ulepszonych materiałach do warstwy emisyjnej ekranów OLED. O postępach w tej samej dziedzinie mówił w udzielonym niedawno wywiadzie szef firmy Merck (potentat na rynku materiałów do LCD). Zarówno nowe materiały DuPont jak i Merck przeznaczone są do nakładania w postaci ciekłej. DuPont twierdzi też, że nowe materiały mają już trwałość pozwalającą na zastosowanie w telewizorach. Informacje z DuPont mówią nie tylko o przełomie dotyczącym samych materiałów, ale także o próbnych nadrukach ekranów OLED wykonanych specjalną drukarką produkcji Dainippon Screen. Krótko mówiąc firma DuPont bardzo optymistycznie przedstawiła technologiczną dojrzałość swojego rozwiązania i chce sprzedawać swoje materiały oraz licencje.
Technika nanoszenia oparów też nie zatrzymała się w rozwoju. Do tej pory efektywność nanoszenia oparów wynosiła ponoć tylko 5-10%, a zmarnowane materiały nie są tanie. Firma Yas opracowała udoskonaloną metodę nanoszenia oparów, zapewniającą kilkunastoprocentową wydajność. Firma ta liczy też, że docelowo uda się przekroczyć 30-procentową efektywność wykorzystania materiału. Dla nas wniosek jest taki, że w tej dziedzinie mamy konkurencję i szybki rozwój. A jest jeszcze kilka innych firm z tej branży takich jak Universal Display Corporation, Kateeva czy Sumitomo Chemical. One też będą się starały konkurować na rynku materiałów i technologii do produkcji OLED-ów.
Natomiast nowe informacje dotyczące produkcji warstwy TFT ujawniła firma Advantech. O tym, że firma pracuje nad tym zagadnieniem widomo było już wcześniej, natomiast w tym miesiącu podano bardziej konkretne zapowiedzi dotyczące sprzedaży gotowych wyrobów oraz licencji w roku 2011. Według Advantecha zastosowanie ich technologii pozwala znacznie obniżyć koszty produkcji warstwy TFT. Przy okazji warto też przypomnieć, że znany szeroko 15-calowy, OLED-owy telewizor LG EL9500 bazuje na krzemie polikrystalicznym, ale wyprodukowanym przy pomocy jednej z nowych metod, bez zastosowania lasera do krystalizacji.
No i na koniec trzeba wspomnieć o aktualnych publikacjach opisujących rozwój produkcji OLED-ów przez Samsunga. Pojawił się artykuł z wypowiedziami Briana Berkeley'a, jednego z dyrektorów Samsung Mobile Display (SMD to część grupy Samsunga, w której prowadzona jest produkcja OLED). Wysoko ocenił on doświadczenia zebrane przez Samsunga od końca 2008 roku, czyli od czasu rozpoczęcia normalnej produkcji małych ekranów OLED. Jego zdaniem technologia OLED już dojrzewa do produkcji telewizorów. Ale najważniejsze jest sprecyzowanie planów inwestycyjnych Samsunga. Co prawda komunikat prasowy został opublikowany w języku koreańskim, a automatyczne tłumaczenie jest dość kulawe, ale najważniejsze informacje są zrozumiałe. Wśród wielu innych inwestycji zaplanowano też wydatki w kwocie prawie 2,2 miliarda dolarów (2.500 miliardów wonów) na nową fabrykykę ekranów OLED. Do 2012 roku mają być uruchomione trzy linie produkcyjne 5,5 generacji (tafle 1500 x 1300 mm). Aktualnie Samsung stosuje mieszany komplet urządzeń, ale generalnie można go zaliczyć do 4 generacji. Według artykułu na Olednet.com nowe linie będą nadal wykorzystywać technikę nanoszenia warstw emisyjnych przy pomocy oparów. Natomiast nie znalazłem nigdzie szczegółowych informacji o sposobie produkcji warstwy TFT.
Piszę o tym tak obszernie z określonego powodu. Chodzi mi o to, abyście zyskali Państwo odpowiednie poczucie tempa wydarzeń. Mamy postępujące doskonalenie starych metod produkcji i intesywne badania nad metodami nowymi. Zapadły decyzje o uruchomieniu potężnych inwestycji. Jest już praktycznie przesądzone, że w roku 2012 Samsung będzie w stanie produkować całkiem sporo telewizorów OLED. Już od kilku miesięcy było wiadomo, że LG ma ambitne plany dotyczące OLED-ów. Na moje wyczucie najpóźniej na IFA 2011 wyjaśni się wiele spraw dotyczących komercjalizacji dużych ekranów OLED. Przypuszczam, że w 2012 roku w sprzedaży będzie już skromna ilościowo oferta telewizorów OLED. Będą one nieliczne i drogie, ale będą dostępne. A przecież oprócz tego jest wielu innych producentów, którzy też będą musieli jakoś zareagować na działania koreańskich potentatów. Pierwsza ważna grupa to czołowi japońscy producenci telewizorów jak Panasonic, Sharp i Sony. A z drugiej strony należące do grona największych na świecie producentów LCD tajwańskie firmy AU Optronics oraz Chimei Innolux Corporation. Pozostaje nam obserwować dalszy rozwój wydarzeń. Myślę, że będzie ciekawie. (GS)
