[elektro-etc] Ipad

[Xorn]

Az első e-olvasók, mint pl. a Rocket and Softbook reader az 1990-es
években, nem arattak túl nagy sikert. Ennek oka az olvasnivalók
hiánya, a meglévő anyagok gyenge terjesztése és az LCD kijelző voltak,
mely nemigen alkalmas a hosszú távú olvasásra. Az elmúlt évek
fejlesztései, a papírhoz hasonló olvasható kijelzőfelület, valamint
az, hogy az Amazon, a Sony és más cégek számos kiadványt könnyen és
gyorsan elérhetővé tettek, azonban változtatott ezen.
Az elektroforetikus kijelző elve régóta ismert, de eleinte az LCD
térhódítása és a gyártási problémák miatt háttérbe szorult a
technológia. A 80-as években az MIT-n felülvizsgálták és megújították:
fekete és fehér részecskéket tartalmazó kapszulákat helyeztek két
fóliaréteg közé, melyet azután külső elektromos mezővel tudtak
mozgatni ill. különböző mértékben keverni. Két évvel később, 1997-ben
megalapították az E-Ink Companyt.
Az E-Ink fóliát azután amorf szilikon (a-Si) hátlapra laminálják, így
készül belőle nagyfelbontású kijelző. A Sony LIBRIé, az első E-Ink
fóliát használó olvasó 2005-ben került a piacra. Az E-olvasók az
iparág egyik legdinamikusabban fejlődő piaca. A DisplaySearch
piackutató szerint 100 millió dollárt ér el 2009-ben, és 2018-ig 9
milliárd dollárra növekszik, noha egy olyan technológián alapul, ami
ellentétes a mai elvárásokkal: kisebb felbontás és fényerő, kevesebb
szín (jelenleg csak fekete-fehér létezik), lassabb működés. Előnye
viszont a hosszabb akkumulátor-élettartam, mivel csak a lap újraírása
igényel energiát - a legnagyobb vonzereje viszont a papírszerű
megjelenés.
Noha az E-könyvek egyre hasonlatosabbak a nyomtatott anyagokhoz, még
mindig messze vannak azoktól megjelenésükben. A merev üveg
hordozóréteget fémtokba kell zárni a védelem érdekében, mely azt
jelenti, hogy a nagyobb méretű E-olvasók gazdáinak tekintélyes súlyt
kell kézben tartva hordozniuk. A továbblépés iránya magától értetődő:
helyettesítsük az üveget műanyag hordozóval, így könnyebb, vékonyabb
és robosztusabb ezközt kapunk. Annyira egyértelmű volt, hogy az E-Ink
már 1999-ben nekilátott ennek a Lucent Technologies-zel karöltve.
Azóta tíznél is több cég állított elő az E-Inknek különféle
megoldásokkal rugalmas kijelzőket. A meglepően magas szám ellenére sem
mondhatjuk azonban, hogy az E-olvasók piacérettek lettek volna. Ennek
többnyire a kísérleti gyártástechnológia volt az oka, csak nagy
befektetéssel lehetett volna a tömegtermelést beindítani. Az organikus
vagy műanyag TFT-k olyan anyagokat igényelnek, melyek szintén nem
érhetőek még el nagyüzemi méretekben, noha tíz éve ismertek a TFT-k
fejlesztés alatt álló technológiáiban.

Az EPLaR eljárás

Az EPLaR (electronics on plastic by laser) az egyik megoldás a
hajlékony kijelzők gyártására, melyet a cikk szerzőjének cége, a Prime
View International is használ. 95%-ban azonos technológiát és
felszerelést igényel, mint az üveghordozós kijelzők előállítása, így
kevés befektetéssel át lehet rá állni. A másik előnye, hogy az
üveghordozós technológia évtizedes tapasztalatai is felhasználhatóak.
Az aktív mátrixos, elektroforetikus kijelző gyártása üveghordozóra egy
a-Si TFT készítésével indul, majd a kijelzőmodul összerakása
következik. Viszonylag vastag szigetelőréteg kerül a TFT-re, mely a
pixelstruktúra pontjait árnyékolja. Ezt a módszert használják a nagy
optikai rekeszméretű LCD kijelzők gyártásánál is. Ezután leválasztják
az üveghordozóról és az elektroforetikus fóliára laminálják a
kijelzőt, chip-on-glass eljárással rákerülnek a sor- és
oszlopmeghajtók, majd rugalmas NYÁK elemekből a külső elektronika
csatlakozói.
Az EPLaR szigorúan követi az üveghordozós kijelzők előállítási
módszerét, egy kis kiegészítéssel. Az első extra lépés, hogy az üvegre
egy 10 um vastag poliamid réteget visznek fel, ami a tulajdonképpeni
hordozó lesz.
A szennyeződések elkerülése végett ezek az üzemek nagyon kevés
dolgozót foglalkoztatnak, nagymértékben automatizáltak. Az
előkészített üveglapokat automatikus járművek viszik kazettákban a
következő munkafázishoz, ahol robotkarok mozgatják őket a gyártás
során. Az eljárás hiába nagyon precíz, az üveglapok méretéből adódó
problémáknak (súly miatti belógás) köszönhetően azok vastagságát nem
sikerült 1 mm-ről 0,7 mm-re csökkenteni, mert ez teljesen új
gyártósort igényelt volna. Ez is egy jó példa ara, milyen
nehézségekkel kell megküzdeniük a gyártóknak, ha nagyobb változtatást
terveznek a TFT szubsztrátok méretében és súlyában. A poliamid réteg
azonban csak 1,4%-os vastagság- és 1%-os súlynövekedést jelent, ami
nem okoz  problémát.
A gyártás során a poliamid réteg erősen ragad az üveghez, így nincs
szükség a technológia módosítására az üveghordozós TFT-k
előállításához képest. Az 1. ábrán látható egy üveg- ill. poliamid
hordozójú képpont. Összehasonlításképpen: az eleve műanyag hordozóval
készülő kijelzőknél annak zsugorodása és páratartalom-változás miatti
hullámosodása megfelelő ellenintézkedéseket igényel a
gyártástechnológiában. Emiatt a vastagabb műanyag hordozójú
szubsztrátok kevésbé alkalmasak nagyfelbontású kijelzők gyártására.
Az elektroforetikus fóliát, a meghajtó áramköröket és elektronikus
csatlakozókat a TFT-mátrix elkészülte után ugyanazokkal az
eljárásokkal laminálják a szubsztrátra, mint az üveghordozós
kijelzőknél. Az eredmény egy pontosan ugyanolyan kijelző, csak éppen
egy vékony poliamid réteggel az üveghordozó és a tényleges kijelző
között. Egy lézeres eljárással ezt leválasztják, és a hordozó ettől a
pillanattól maga a poliamid réteg lesz.

Elektronikus jellemzők

Az elektronikus jellemzők gyakorlatilag azonosak lesznek a hasonló
módon készült TFT kijelzőkével. Ez nagyon fontos, mert ezek határozzák
meg a kijelző meghajtásának módját, pl. a szükséges feszültséget, ami
egyenes arányban áll a meghajtó áramkör árával, vagy pl. az időzítések
kialakításakor is lényegesek. Itt azonban ugyanazok az áramkörök
használhatóak, ami számottevő előny. Egyéb tesztek során is az derült
ki, hogy az EPLaR eljárással készült és a hagyományos üveghordozós,
a-SI TFT kijelzők sem elektronikusan, sem élettartam, stabilitás és
egyéb paraméterekben nem különböznek.

Az EPLaR kijelzők és jövőjük

Minden napjainkban tömegméretekben gyártott aktív mátrixos kijelző
üveget használ TFT szubsztrátnak, a TFT-LCD-k, az aktív mátrixos OLED
kijelzők és az e-olvasók egyaránt. Az EPLaR kijelzőket a rugalmas
jelzővel illetik, ezzel jelezve, hogy nem merevek, mint az üveg; éppen
ellenkezőleg, vékonyak, robosztusak és könnyűek. Az EPLaR kijelzőket
eleinte olyan alkalmazásokban láthatjuk viszont, ahol síkban vagy egy
rögzített íves formában helyezik el, nem pedig folyamatosan
hajtogatott, fel- és letekert formában. A múltban az E Ink egy olyan
kijelzőt képzelt el, mely egy egérpadhoz hasonlóan a robosztus
felépítést mutatja magáról, de képes elviselni bizonyos mértékű
hajtogatást. Az EPLaR-ral azonban nincs annak oka, miért is ne lehetne
akár feltekerni a kijelzőt. Ehhez azonban a merev alkotóelemeket, mint
a sor- és oszlopmeghajtók, újra kell tervezni, és széleskörű
mechanikai tesztelésre is szükség van.
A PVI 1,9, 6 és 9,7 hüvelykes képátlójú kijelzőket készít, mely
méretek megfelelnek a szokásos, üveghordozós elektroforetikus kijelzők
méreteinek.
Noha az EPLaR eljárást elsősorban az e-olvasókban való használatra
fejlesztették ki, más alkalmazások is élvezhetik a vékony, könnyű és
robosztus kijelző előnyeit. Az egyik ilyen lehetséges hely pl. az okos
kártyákba (smart card) való beépítés, hogy az ügyfelet információkkal
láthassák el vagy a fényképét, aláírását megjelenítsék egy bankkártyán
vagy elektronikus belépőkártyán. Az üveg ere nem alkalmas, de az EPLaR
kijelző akár 0,4 mm vékony is lehet. Elektronikus polcjelzőnek is
alkalmasak, mert nem törnek össze, ha valami nekik koccan, de
mobiltelefonok másodlagos kijelzőihez is használhatóak.
Az EPLaR technológiát most készítik elő a kereskedelmi forgalmazásra.
A gyártást a PVI TFT gyára végzi Taiwanban, ill. egy modulgyártó üzem
Kínában. Az EPLaR kijelzőkön lévő a-SI TFT-k elektronikus jellemzői és
stabilitása azonos a hagyományos, üveghordozójú TFT-ével, melyet
eszközök milliói használnak széles körben, mint e-olvasók, okos
kártyák és elektronikus polcjelzők. A jövőben az üveghordozójú
elektroforetikus kijelzők bármilyen fejlesztéséből az EPLaR is
közvetlenül profitálni fog, mint pl. a színes kijelzőtechnológia.

Best regards,
Andy