Електронните устройства с дисплеи са станали неразделна част от нашето ежедневие, изисквайки все повече внимание към себе си. Екраните на монитори и телевизори, таблети и смартфони, фото и видео камери изглеждат като милиони хора всеки ден. Някой работи, някой се забавлява, но всеки иска да види висококачествено изображение на дисплея.
През последните години лидерството в производството на матрици притежава LCD технология с LED подсветка. Въпреки това, OLED технология, базирана на способността на органичните светодиоди да излъчват светлина, не престава да "стъпва по петите". Какви са OLED дисплеите и какво им пречи да играят на LCD екрани еднакво?
Принцип на работа и производствена технология
Органичен светодиод или съкратено OLED е полупроводниково устройство, основано на органични съединения, които отделят видима светлина, когато преминават през електрически ток. В един единствен случай органичният LED не представлява практически интерес. Следователно те са обединени в матрицата за създаване на информационни дисплейни устройства.
OLED технологията е процес на създаване на тънкослойна структура, която се прилага към няколко слоя полимери с различна проводимост.
Фигурата във вертикален разрез показва OLED структурата в двуслойна интерпретация. Тук са разположени два полимерни слоя между електродите (анод и катод), към които се прилага напрежението на съответната полярност. В този случай горният (емисионен) слой е пълен с електрони, произведени от катода, които са насочени към границата сдолния (разходен) слой. В същото време, проводящият слой получава положителен заряд от анода, насочвайки отворите към границата с горния слой. Границата на два полимера наподобява p-n-връзката на обикновен полупроводник, където протича процесът на рекомбинация. Но в този случай, заредените частици се рекомбинират в емисионния слой, което се постига за сметка на по-голямата скорост на дупките в органичните структури. Подобно на конвенционалните светодиоди, загубата на енергия от електрона се съпровожда от излъчване на фотони във видимия спектър на вълните. Поради тази причина горният слой се нарича емисия.
Органична светлина, излъчваща светлина само когато напрежението е на полярността на захранването. Ако електродите подават обратно напрежение, тогава електроните и дупките няма да се рекомбинират. Материалът за анода, като правило, е филм от прозрачен оксид на индий, а за катод - алуминий или калций.
Основни направления
Независими изследвания за създаването на OLED матрици сред учени от различни страни допринесоха за появата на LED дисплеи, различаващи се по вид и предназначение. Всяка технология има своите практически предимства и, следователно, перспективата за развитие.
TOLED (прозрачен OLED) - позициониран като прозрачно органично излъчващо светлина устройство. Технологично, можете да посочите всяка посока на излъчване, включително двупосочна. TOLED притежава високо контрастен образ и прозрачност на филма в изключено състояние, което значително разширява обхвата на тяхното приложение.
FOLED (гъвкав OLED) - се осъществява чрез фиксиране на органично фолиомежду гъвкави електроди. Тъй като електродите могат да действат като най-доброто алуминиево фолио, и прозрачен филм, заимствани от TOLED. По този начин можете да създавате гъвкави прозрачни екрани с широки възможности, поставяйки ги на предното стъкло на автомобили и на самолети. Вече вече има телевизори с извит OLED дисплей.
SOLED (подредени OLED) - е структура от вертикално интегрирани органични светодиоди. Всеки пиксел (син, червен, зелен) е един над друг, което ви позволява да увеличите разделителната способност на екрана няколко пъти. Безспорната характеристика на SOLED е коефициент на запълване на цвят, равен на 100%. Това означава, че когато задачата на екрана е червена, всички пиксели ще светят само червено. Включването на подобен режим в дисплеи с хоризонтална структура ще деактивира сините и зелените пиксели. В резултат на това ще има така наречените пропуски, които ще станат видими на екрани с голям диагонал.
Очевидно е, че по-нататъшното развитие на технологиите OLED се състои в цялостното прилагане на тези техники и издаването на гъвкави, висококонтрастни, прозрачни дисплеи.
Отделен ред е да се разпредели OLED панел от бяло сияние. Тяхната практическа реализация е по-проста, тъй като премахва необходимостта от създаване на индивидуални пиксели и контролни матрици. С фосфор, можете да зададете всяка сянка и да промените тока - регулирайте яркостта. Панелите с голям размер могат да се използват като икономически таванни и стенни тела.
Основните разлики OLEDдисплеи
Основната разлика между OLED и LCD дисплеите е липсата на устройство за задно осветяване. Органичните светодиоди самостоятелно излъчват светлина и не се нуждаят от допълнителен източник на светлина за образуване на изображение. От своя страна качеството на LCD екрана зависи пряко от вида на подсветката и въпреки замяната на луминесцентни лампи с по-компактен светодиод, без него, не можете да го направите без него. Дори най-тънката LED подсветка се състои от SMD-светодиоди, оптични влакна, рефлектори и техните монтажни възли, което естествено влияе върху дебелината, масата, образа и надеждността на продукта.
Освен това OLED матриците приписват по-малко консумация на енергия, отново поради липса на подсветка. Тази разлика обаче не е толкова значима. За да осветите всеки органичен светодиод, през него трябва да преминете тока. Резултатът е OLED 55-инчов телевизор? консумира около 100 вата, което е сравнимо с това на подобен LCD телевизор.
Важна характеристика на всеки дисплей е ъгълът на гледане. В OLED екраните, тази опция е доведена до съвършенство и затова можете да я гледате от двете страни, от горе и отдолу, без влошаване на качеството на изображението. В LCD панелите този резултат се постига при IPS матрици. Не беше възможно обаче напълно да се отървем от изкривяванията.
Контрастът на OLED дисплеите е няколко пъти по-висок от този на дисплеите с течни кристали, поради два фактора. Първо, няма допълнителна подсветка. Второ, органичният светодиод не отделя нищо, което означава, че се възприемаоко като абсолютно черна точка. Контрастът на телевизорите е 10 000: 1. Според разработчиците, това е далеч от границата.
OLED дисплеят е 1000 пъти по-бърз от LCD. Това се доказва от времето за реакция, което е приблизително 10 μs. Сравнявайки тази стойност с възможностите на човешкото око, може спокойно да се твърди, че няма инерция при гледане на най-динамичните видеоклипове.
Яркостта на светенето на всеки органичен светодиод зависи от стойността на постоянния ток. Чрез контролиране на тока на пикселите можете да постигнете желаната яркост, без да губите качество, което не може да се реализира в LCD технологията. Работата с OLED монитор е еднакво приятна през нощта и при слънчево време. На теория, индикаторът на яркостта OLED матрица може да надвишава 100 хиляди Cd /m2. Но в този режим животът на светодиодите рязко пада. Следователно на практика те са ограничени до яркост от 1000 cd /m2.
Предимствата и недостатъците на технологията OLED
Въз основа на предишния раздел могат да бъдат разграничени няколко положителни момента, благодарение на които дисплеите на органичните светодиоди превъзхождат всички предишни технологии:
- по-малко тегло и размер, което се постига поради малката дебелина на матрицата;
- ниска консумация на енергия, която в бъдеще ще намалее;
перфектен ъгъл на видимост;
- липса на осветление;
- Контрастът, яркостта и времето за реакция са няколко пъти по-добри от LCD;
- възможност за създаване на гъвкави и прозрачни екрани, които да работят постоянно в широк диапазон от температури.
Като всекиВ производствения процес производството на OLED матрици има недостатъци, които значително възпрепятстват тяхното серийно производство. А основният ограничителен фактор не толкова зависи от несъвършенството на технологията, както се определя от покупателната способност.
Вторият недостатък е малкото количество непрекъснати органични светодиоди от някои цветове. Но този проблем вече е успешно решен, за което свидетелства масовото производство на лаптопи и OLED телевизори от компании от световна класа.
Недостатъците включват ефекта на мигане на екрана, което се дължи на дълготрайното показване на статично изображение. Ефектът прилича на проявление на фалшиво изображение на CRT и плазмени монитори. За да се елиминира изгарянето на светодиодите, новите модели на матриците реализираха динамично изместване на цветните пиксели, незабележими за очите.
OLED технологията ще бъде подобрена и усъвършенствана още няколко години, което днес може да се нарече и отрицателна страна.
Перспективи и обхват
Няма съмнение, че технологията OLED ще доминира на пазара на електроника. Но докато този иновативен начин на показване на информация е принуден да преодолее големите трудности, свързани с необходимостта от големи търговски инфузии. Поради тази причина някои компании са намалили значително разходите или напълно са спрели финансирането за изследвания на своите OLED матрици. Например Sony е заложил на производството на LCD телевизори с резолюция от 4K, считайки този подход икономически изгоден.
Сред онези, които няма да се предадат и продължат да подобряват качеството на дисплеите на органичните светодиоди, фаворитите са Южна Корея и Samsung. В близко бъдеще тези компании очакват да намалят разходите за OLED матрици и да станат техните основни доставчици за други производители на електронно оборудване.
Вече можете да гледате активното популяризиране на "умните" приспособления с малки екрани. OLED часовници, смартфони, нетбуци намират своите купувачи, за които надплащанията от 20-30% - нищо в сравнение със суперкачествените изображения. Цена на дребно на OLED телевизор 55? за момента е 2-2.5 пъти по-висока от LCD телевизора със същите параметри.
Колко бързо OLED може да поеме най-горното време ще покаже. Едно нещо, което трябва да се каже със сигурност е, че OLED дисплеят ще напредва всяка година.
