Systematisk forskning ger resultat
av Bjarne Nyman Forum 1996-03, sida 14-15, 21.03.1996
PLANAR FICK PRESIDENTENS EXPORTPRIS
SYSTEMATISK FORSKNING
Bjarne Nyman
PLATTA ELEKTROLUMINESCENSSKÄRMAR (EL) ÄR ETT LYSANDE EXEMPEL PÅ RESULTATRIKT FOU-ARBETE. PLANAR INTERNATIONAL — TIDIGARE LOHJA FINLUX — HAR FRÅN STARTEN PÅ 70-TALET KOMMIT FRAM MED ELPRODUKTER SOM I DAG ÄR TEKNISKT OCH KOMMERSIELLT KONKURRENSKRAFTIGA.
igen från “scratch” till färdig produkter är ofta krokig oc ibland kan arbetet leda fors karna in i återvändsgränder.
Då finns det bara en utväg, det är att backa och ta ny fart.
För Planar har utvecklingsvägen varit ovanligt rak och konsekvent. Det har inte förekommit några återvändsgränder att tala om under den drygt 20-åriga strapatsen, endast små korrigeringar då och då.
Industriell produktion av den första monokromatiska EL-skärmen inleddes för drygt ett decennium sedan. Förutom att denna skärm var platt, skilde den sig från vanliga katodstrålerör och vätskekristallskärmar genom att den utnyttjade bärnstensgul färg på mörk bakgrund. Skärmen fick ett gott mottagande på marknaden av företag som utvecklade krävande applikationer, trots att den var förhållandevis dyr. Från första början var användningsområdena medicinsk utrustning, processstyrsystem för industrin och militär utrustning.
De främsta orsakerna till att konstruktörerna fattade tycke för skärmen var dess tillförlitlighet jämfört med konkurrerande produkter, god ljusstycka och kontrast, och en stabil konstruktion, som tålde tuffa miljöer. I många fall var det EL-skärmens exceptionellt långa livslängd och breda temperaturområde jämfört med andra platta skärmar som fällde utslaget.
Nya färger på löpande band
Samtidigt som produktionen av de monokromatiska skärmarna producerades i industriell skala pågick ett intensivt arbete med att ta fram andra färger, av vilka den blå färgen visade sig vara mest problematisk. Men också här lyckades den anammade målmedvetna utvecklingsstrategin: små framsteg som tillsammans växte till definitiva genombrott.
Tillverkningen av flerfärgsskärmar inleddes 1993 och i fjol kom fullfärgsskärmen ut på marknaden.
— Huvudprincipen för vår FoU-verksamhet är att utföra arbetet systematiskt, säger Arto Pakkala, som är företagets teknologidirektör. Det finns många hinder på vägen när man jobbar med en ny och mycket speciell teknologi. Man måste röra sig över hela fältet från grundforskning till konstruktion av produktionsmaskineri och så måste man givetvis ta fram sådana applikationer som marknaden vill ha. Utan uttalad FoU-strategi och stora investeringar hade vi aldrig uppnått den position vi idag innehar på området.
Grundforskningen i elektroluminescensteknik har utförts vid Planars Iaboratorier i Finland och USA, samt i samarbete med universitet och forskningsinstitutioner. Företaget deltar även i Europeiska unionens Eurekaprogram, där elektroluminescenstekniken förväntas bli en teknologi med lysande framtidsmöjligheter.
Ett speciellt tecken på att företagets insatser uppskattas är att det amerikanska moderbolaget Planar Systems i fjol i USA fick uppdraget att leda ett
FORUM NR 3/96
Elektroluminescensskärmarna har vid Hitvinkel, bög kontrast och skärpa jämfört med konkurrerande platta skär mar, främst LCD-skärmar. De fungerar inom ett brett temperaturintervall och harlåg strömförbrukning Tack vare dessa egenskaper är skärmarna populära i krävande applikationer, t.ex. medicinska inSstrument och inom processtyrning tindustrin samt militära applikationer.
Planars EL-skärmar och tillverkningsteknologin bygger på tekniskt kunnande utvecklat i Finland. En central komponent i produkterna är skärmglaset som sänder ljuset. Glasen tillverkas i renrum fria från luftföroreningar I den automatiska fotolltografilinjen på bilden konfigureras ledningsskikten på glaset i ELskärmarna.
konsortium som skall ta fram EL-tunnfilmsteknik för miniatyrskärmar av typ head-sets. Denna teknologi kan få stor betydelse för t.ex. militära tillämpningar och stöds därför ekonomiskt även av amerikanska försvarsministeriet.
; 0 Koncentrering på [] o &; en egenskap åt gången
En titt bakåt på den senaste utvecklingen inom EL-skärmarnas teknologi visar att Planar har valt att gå vidar genom att förbättra en egenskap åt gången. För cirka två år sedan kom
FORUM NR 3/9 man fram med den s.k. ICE-teknologin (integral contrast enhancement), som klar förbättrade skärmarnas optiska prestanda.
ICE-teknologin bygger på att man utnyttjar ett lager tunnfilm i EL-strukturen som minskar ljusreflektioner från omgivningen betydligt. Resultatet är bättre kontrast och tydligare bilder på skärmen. Kontrastförbättringen uppges vara 100 procent i normala ljusförhållanden, vilket i praktiken innebär att inga andra platta skärmar kan konkurrera med EL-skärmarna på denna punkt. Det är inga problem att avläsa skärmarna ens i klart solljus.
Liksom inom vissa andra teknikområden, t.ex. halvledarlasrar, har det varit problematiskt att få fram nya fårger med elektroluminescensteknik. Färgerna rött och grönt lyckades man få fram genom att använda filter som splittrar upp den bärnstensgula färgen, som kommer från det luminescerande fosforskiktet i skärmen.
Men den blå färgen, som givetvis behövs för fullfärgsskärmar, kan inte filtreras fram ur den gula, eftersom gult inte innehåller någon blå komponent. Den enda möjligheten som då återstod var att hitta ett ny fosforförening. Det här lyckades man med 1993 efter att ha experimenterat med ett otal föreningar och följande år kunde den första fullfärgsskärmen presenteras. Det behöver kanske inte till läggas att denna skärm var den första i sitt slag i världen.
Dessa skärmar konkurrerar idag direkt med vätskekristallskärmar i fårg, som utnyttjar både passiv och aktiv matristeknik.
Tillverkningen bas för god konkurrenskraft
Planars fullfärgsskärmar är de första i världen som utnyttjar tillverkningstekniken ”chip-on-glass”, där de integrerade styrenheterna monteras direkt på glassubstratet. Denna tillverkningsteknologi uppges representera en milstolpe på EL-teknikens väg mot att bli den ledande tekniken för platta skärmar,
Tillverkningen av EL-fler- och fullfärgsskärmar är den höga komplexiteten till trots egentligen relativt enkel jämfört med tillverkningen av konkurrerande platta skärmar. I stort sett samma produktionsutrustning kan användas för tillverkning av både monokromatiska skärmar och färgskärmar, medan t.ex. tillverkningen av vätskekristallskärmar med aktiv matristeknik är mycket komplicerad. Det betyder i praktiken att Planar numera även prismässigt kan konkurrera med LCD-produkterna på marknaden när det gäller fullfärgsskärmar. 9