Новая технология для ЖК-дисплеев: дешевле и лучше

B прошлом номере в рубрике «Технологии будущего» мы рассказывали о значительном шаге вперед, сделанном компанией IBM в полупроводниковой области. Так получилось, что сегодня речь вновь пойдет о Голубом Гиганте: не прошло и недели, какой сообщил о новом своем прорыве, на этот раз — в производстве ЖК-дисплеев.

По словам IBM, ее ученые смогли разработать технологию бесконтактного ориентирования молекул жидкого кристалла, способную значительно упростить (а значит — удешевить) процесс изготовления ЖК-дисплеев при одновременном улучшении их характеристик. Однако обо всем по порядку.

Для получения качественного ЖК-дисплея необходимо, чтобы в каждой его ячейке-пикселе молекулы жидкого кристалла имели одну и ту же заданную ориентацию. Для их выстраивания в нужном направлении, с тех пор как было начато массовое производство ЖК-дисплеев (а произошло это около двух десятков лет назад), используется одна и та же технология. На стеклянные подложки, «формирующие» дисплей, поверх управляющих контактов наносится подготовленная специальным образом полимерная пленка, которая непосредственно соприкасается с жидким кристаллом (см. «Обзор технологий дисплеев на жидких кристаллах», «Компьютерное Обозрение», № 11, 2000). Обработка этой ориентирующей пленки производится так называемым методом притирания (rubbing), который безо всякого преувеличения можно назвать «дедовским» — найден он был аж 95 (!) лет назад. Суть его заключается в том, что полимерная пленка полируется бархатоподобным материалом, в результате чего на ее поверхности образуется нужная микроструктура (причем как это получается, ученые полностью не могут объяснить до сих пор).

Метод притирания имеет ряд существенных недостатков. Так, в процессе производства дисплея пластину нужно извлекать из специального «чистого» помещения, полировать, удалять с нее образовавшиеся загрязнения и затем возвращать в «чистое» помещение вновь. Кроме того, при притирании возможны различные побочные эффекты, например возникновение электростатического заряда, отрицательно влияющего на работу управляющих цепей.

Итак, какую же технологию разработали специалисты IBM? Они предлагают использовать в качестве ориентирующей не полимерную, а алмазоподобную углеродную (DLC — Diamond-Like Carbon) пленку (такой пленкой, к примеру, покрываются пластины жестких дисков). Необходимая микроскопическая структура («решетка») на поверхности такой DLC-пленки формируется методом бомбардировки пучком медленных ионов: при попадании иона под определенным углом происходит смещение поверхностных атомов углерода. Наносимые затем на подложку молекулы жидкого кристалла выстраиваются вдоль линий полученной «решетки». При этом толщина DLC- пленки гораздо меньше, чем полимерной: 3-4 нм против 60. Также можно упомянуть, что, согласно результатам исследований, опубликованных учеными IBM, общая способность к пропусканию света у пластин, покрытых DLC-плен- кой, составляет около 80% отданного показателя у пластин с полимерной пленкой, причем в области меньших длин волн (примерно до 600 нм) она у них ниже, а в области больших длин волн (после 600 нм) выше.

Вполне очевидно, что при описанном подходе значительная часть операций, задействованных при производстве ЖК- дисплеев сегодня, выпадает — взять хотя бы тот факт, что заготовки не нужно извлекать из «чистого» помещения. Да и качество изображения в устройствах, изготовленных по неконтактной технологии, по утверждению IBM, заметно выше, особенно при высоких разрешениях.

Кроме того, следует отметить, что представленная технология не требует нового оборудования, позволяя использовать то, что применяется сегодня производителями полупроводниковых устройств и жестких дисков, благодаря чему можно перейти на нее быстро и безболезненно.

Большинство специалистов сходятся во мнении, что переоценить значимость открытия, сделанного IBM, очень трудно. По их словам, неконтактное упорядочивание молекул — это то, что на текущий момент способно обеспечить наиболее значительный прогресс в индустрии ЖК-дисплеев.

IBM уже изготовила прототипы дисплейных панелей с применением неконтактной методики, причем как для ноутбуков, так и для настольных мониторов. Согласно заявлению компании, к концу нынешнего года она планирует перестроить свою пилотную линию, применявшуюся для «обкатки» новой технологии, под массовое производство.

Ну и конечно, Голубой Гигант собирается лицензировать свою разработку другим производителям ЖК-дисплеев. По словам наблюдателей, внедрение ее, возможно, будет не столь быстрым, но в конечном итоге на неконтактную технологию перейдут все.