Впервые массово жидкокристаллические дисплеи начали использоваться в электронных часах, калькуляторах, измерительных приборах, они были монохромные. В 1987 году японская компания Sharp разработала первый цветной жидкокристаллический дисплей диагональю 3 дюйма.
Любой современный LCD-дисплей (например, компьютерный монитор) имеет активную матрицу, состоящую из транзисторов, с помощью которых формируется изображение, слой жидких кристаллов со светофильтрами, выборочно пропускающих свет, и систему подсветки из светодиодов или ламп. LCD-дисплей имеет несколько слоев, основными из которых являются две стеклянные панели, которые и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им ориентацию. Бороздки расположены параллельно на каждой панели, но перпендикулярно между двумя панелями. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах одинаково ориентируются во всех ячейках.
Экран LCD-дисплея представляет собой массив пикселей, на каждый из которого приходится по три транзистора и конденсатор, поддерживающий напряжение. Каждый из транзисторов отвечает за один из трех цветов, Комбинируя три основных цвета для каждого пикселя экрана, можно получить любой цвет.
Самыми распространенными в настоящее время являются жидкокристаллические TFT-дисплеи, в активной матрице которых используются тонкоплёночные прозрачные транзисторы. Количество транзисторов в таких дисплеях достигает несколько сотен тысяч.
LCD-дисплеи отличает сравнительно невысокая стоимость, отличная фокусировка, высокая четкость изображения и яркость. Благодаря тому, что в дисплеях данного типа не используется электронный луч, рисующий каждую строку на экране, в них отсутствуют ошибки совмещения цветов и мерцание экрана. Главный недостаток LCD - появление мертвых пикселей из-за сгорания транзисторов, сравнительно малое количество оттенков цвета, неоднородность яркости картинки (зачастую освещение у края дисплея сильнее) и сравнительно малый угол обзора (применительно для TFT матриц).
Что же представляет собой OLED-дисплей? Основное отличие OLED-дисплея от LCD заключается в том, что во втором случае пиксели подсвечиваются, а в OLED они излучают собственный свет. При этом яркость OLED-дисплея может контролироваться для каждого пикселя.
OLED-дисплей состоит из нескольких тончайших органических пленок, заключенных между двумя проводниками. Подача напряжения (от 2 до 8 V) на эти проводники заставляет дисплей излучать свет и показывать изображения. Для создания органических светодиодов используются тонкоплёночные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. Один из них называется эмиссионным, так как в нем происходят процессы, приводящие к испусканию световых волн. А другой слой называется проводящим. Для управления каждым пикселем OLED-дисплея к каждому из них подводится управляющее напряжение. При подаче напряжения в слоях начинается движение электронов. В эмиссионном слое происходит изменение энергии электронов при встрече с другими зарядами, и возникает излучение в зоне видимого глазом спектра волн.
В активной матрице для управления пикселями используются тонкопленочные транзисторы, которые, как и в LCD-дисплеях, располагаются в виде матрицы. Подавая управляющий сигнал на отдельные транзисторы, можно управлять конкретными пикселями.
Существуют три схемы цветных OLED-дисплеев. Обычный вариант и наиболее эффективный по использованию энергии - это стандартная трехцветная модель, называемая моделью с раздельными эмиттерами. Три органических материала излучают свет базовых цветов - красный, зеленый и синий.
Второй вариант основан на использовании трех одинаковых белых эмиттеров, которые излучают свет через цветные фильтры. Эта модель проигрывает первому варианту по эффективности использования энергии.
В третьем варианте применяются голубые эмиттеры и специальные люминесцентные материалы для преобразования коротковолнового голубого излучения в более длинноволновые - красный и зеленый.
Во всех трех вариантах OLED-дисплеи обеспечивают хорошую цветопередачу, высокую контрастность и яркость изображения, обладают меньшим весом и габаритами по сравнению с LCD-дисплеями. Из преимуществ OLED также можно отметить их невысокое энергопотребление, которое прямо пропорционально яркости и площади свечения. У OLED-дисплеев отсутствует выгорание экрана при длительном показе статической картинки, а изображение хорошо видно с любого угла обзора до 180 градусов.
Основная проблема OLED-дисплеев - недолгий срок службы диодов некоторых цветов (особенно синего цвета), который составляет порядка 3-х лет, и высокая стоимость таких экранов.
Еще больше интересных статей на нашем сайте d-devices.ru