•••••••••••••••••••••••••••••Оригинал статьи•••••••••••••••••••••••••••••••
В мобильной электронике наблюдается тенденция замены привычных LCD-экранов на дисплеи, выполненные по технологии OLED. Некоторые производители продолжают инвестировать средства в развитие других стандартов на базе AMOLED (в частности Samsung и OnePlus). Однако специалисты указывают на органические светодиоды, как на наиболее перспективное направление. Чем обусловлен данный процесс? Какие преимущества присущи матрицам нового образца?
Основы технологии под названием Organic Light Emitting Diode были известны еще в 50-х годах. В то время была впервые обнаружена способность некоторых органических соединений к излучению света под воздействием тока. Однако только недавно ученым удалось разработать светящиеся углеродные материалы, пригодные для условий массового производства потребительской электроники. Экраны OLED содержат несколько слоев органического материала, представляющего из себя тонкую пленку, испускающую свет при подаче электрического заряда.
В отличие от жидкокристаллических экранов новые дисплеи не нуждаются в дополнительной подсветке. В результате производственный процесс упрощается, а конструкцию смартфона или телевизора можно сделать более тонкой и компактной.
Особенности технологии
В светодиодном OLED-экране задействуется шесть функциональных слоев. Верхний и нижний, соответственно изолятор и подложка, защищают внутренние слои от разрушающего воздействия кислорода и влаги. Они изготавливаются из стекла или пластика.
Далее по внешним сторонам проходят катод и анод, выполняющие функцию электрических проводников. Под катодом проходит слой молекул органического материала, излучающего свет, а возле анода – токопроводящий слой.
При подключении источника питания, катод получает отрицательный заряд, а анод теряет электроны, заряжаясь положительно и насыщаясь «дырками». Соседний с катодом излучающий слой также становится отрицательно заряженным, соответственно проводящая молекулярная масса получает положительный заряд. Поскольку «дырки» значительно подвижнее электронов, они быстрее проходят сквозь проводящий слой и встречают с электронами непосредственно в излучателе. Во время контакта электрона и «дырки» их заряды обнуляются, в результате высвобождается энергия в форме кванта света.
Описанная процедура, известная под названием рекомбинация, повторяется многократно. Человеческий глаз воспринимает поток фотонов как беспрерывное свечение. Для формирования цвета используются диоды трех основных цветов: синего, красного и зеленого. Цвет отдельного пикселя задается за счет разности в интенсивности свечения RGB-диодов.
Типы OLED
Светящийся слой может состоять из относительно небольших молекул органического происхождения или из крупных полимерных молекул (LEP). Во втором случае светоизлучающий слой получается толще, а созданная на его основе матрица теряет в гибкости. Однако полимерный слой проще реализовать в конкретном производственном процессе, что снижает себестоимость готового изделия.
Конструкция дисплея может строиться по двум схемам. В первом случае свет будет излучаться сквозь изолирующий слой, расположенный сразу после излучателя, во втором – через подложку. Для построения светодиодных матриц большого размера каждый пиксель создается на основе отдельных светодиодных элементов.
Светодиоды трех основных RGB-оттенков, как правило, располагаться в одной плоскости. Также разработана технология размещения излучателей трех цветов друг над другом. Такой подход позволяет увеличить показатель PPI (количество пикселей на одном квадратном дюйме), при этом толщина матрицы также возрастает.
Преимущества экранов OLED
Для технологии OLED, если сравнивать с жидкокристаллическими дисплеями, характерны следующие достоинства:
- Сокращенная на порядок толщина, не превышающая 0,3 миллиметра;
- Уменьшение веса;
- Матрица становится гибкой;
- Увеличение яркости светового потока;
- Отсутствие подсветки снижает энергопотребление;
Увеличенная в 200 раз скорость обновления экрана. На дисплее становится комфортнее наблюдать за динамичными сценами, играть в видеоигры, смотреть спортивные соревнования и т. п.;Глубокий черный цвет, не искажаемый подсветкой. Остальные цвета получаются более насыщенными и натуральными;Углы обзора становятся шире.
Недостатки технологии
Молекулярный слой склонен к быстрому изнашиванию. Первые версии OLED-экранов теряли функциональность в 4 раза быстрее, чем жидкокристаллические матрицы. Причем синие диоды отрабатывают свой ресурс раньше остальных, что приводит к искажению цветопередачи. После внесения ряда усовершенствований скорость деградации удалось снизить. Эксплуатационный срок экрана увеличен до нескольких лет.
Компоненты OLED-матрицы очень восприимчивы к воде. Чтобы предотвратить их разрушение экран должен быть обеспечен надежной защитой, что приводит к дополнительным сложностям в процессе производства. Современные модификации экранов уже не такие хрупкие, как первоначальные разработки, но все еще требуют бережного отношения.
Стоимость новых органических экранов выше, чем у LCD аналогов. При сравнимых технических характеристиках готовых устройств разница цен довольно существенна. Также в случае повреждения дисплея его ремонт обойдется дороже.
Заключение
Новая технология находится в активной стадии разработки: со временем недостатки в виде высокой себестоимости и относительного короткого эксплуатационного цикла будут устранены. Однако уже сейчас многие производители встраивают OLED-дисплеи в свою продукцию. Технология имеет все шансы стать доминирующей в ближайшие годы.
