Създадена е съвсем нов тип OLED матрица с плътност на изображението 10 000 ppi

14
2570

Учените от Станфордския университет и специалистите на Samsung създадоха съвсем нов тип OLED матрица, която може да има плътност на изображението 10 000 пиксела на инч. Това постижение е в състояние да извърши революция в дисплеите и да доведе до появата на нови екрани с невиждана досега детайлност на изображението и изключително висока чистота на цветовете.

Нека накратко да си припомним работата на стандартната OLED матрица. Между катода (1) и анода (5) се намират два полимерни (органични) слоя – емисионен (2) и проводящ (4). При подаване на напрежение на електродите, емисионният слой получава отрицателен заряд (електрони), а проводящият – положителен заряд (липсващи електрони, дупки). Под въздействието на електростатичните сили дупките и електроните се движат едни срещу други и при среща рекомбинират – тоест, изчезват с отделяне на енергия във вид на излъчване на фотони (3) във видимата част на спектъра, както е показано в изображението по-долу:

Към днешен ден един съвременен домашен 4К телевизор може да има плътност на изображението от 100 до 200 пиксела на инч (ppi), докато OLED дисплеите на съвременните смартфони достигат 500 и дори 600 ppi.

Разбира се, типовете на OLED матриците, използвани в телевизорите и в компактните мобилни устройства (смартфони, таблети и т.н.), силно се различават. В мобилните устройства се използват предимно червени, зелени и сини органични (OLED) светодиоди, които компаниите произвеждат чрез точково нанасяне на органичен материал между тънки метални листа, в които са направени голям брой миниатюрни отверстия. Но дебелината на тези листове ограничава възможността тези светодиоди да бъдат направени колкото се може по-малки, а провисването на тези перфорирани листове ограничава размера на този вид дисплеи до ниво от десетина-петнадесет инча.

Заради тези причини при производството на телевизори с големи размери се използват бели OLED светодиоди с поставени върху тях цветни филтри. Този подход също има сериозни недостатъци – използваните филтри поглъщат над 70% от светлината на белите светодиоди. Заради това се налага силно повишаване яркостта на тези светодиоди, заради което дисплеите от този тип консумират много енергия и освен това започват да прегарят, ако на тях дълго време бъде показвано статично изображение. Освен това филтрите ограничават и размера на пикселите.

Новият тип OLED матрици на Samsung нямат подобни недостатъци. В тях се използват тънки OLED филми, излъчващи бяла светлина, поставени между два отразяващи слоя: единият е тънък сребърен лист, а другият слой е сребърна метаповърхност – повърхност, отрупана с огромен брой иглички, разстоянията между които са по-малки от дължините на вълните на видимата светлина. Тези сребърни иглички образуват квадратни клъстъри с височина 80 нанометра и широчина 10 нанометра, които всъщност са пикселите  с размер около 2,4 микрона или малко по-малко от 1/10 хилядна от инча, откъдето идват тяхната рекордна плътност на определена площ, което е аналогично на плътността на пикселите върху същата площ.

Всеки пиксел от тази метаповърхност на новата OLED матрица е разделен на четири субпиксела с еднакъв размер. При това OLED филмът може да бъде управляван по електронен път по такъв начин, че да светят само точно определени субпиксели. Наностълбчетата във всеки субпиксел отразяват само една точно определена вълна от падащата върху тях бяла светлина. С други думи, всеки субпиксел може да отразява светлина с точно определена дължина на вълната в зависимост от разстоянията между малките стълбчета (иглички) с нанометрови разстояния между тях. Групата субпиксели с най-плътно разположени наноиглички дава червен цвят, с по-малка плътност – зелен и субпикселите с най-малка плътност на наноигличките дават синя светлина.

Излъчваният бял цвят се отразява напред-назад между отразяващите слоеве на матрицата, докато накрая не излезе през сребърната метаповърхност на повърхността на дисплея. Според учените и специалистите, участващи в този проект, чрез този метод бялата светлина се натрупва между двата слоя и по този начин се осигурява двойно по-висока ефективност на луминесценция в сравнение със стандартните OLED дисплеи с бели органични светодиоди. И още, по този начин се осигурява изключителна чистота на цветовете.

Когато говорим за музикални инструменти например, можем да видим доста голям отвор, влизащият въздух в който се преобразува в приятни, красиви и чисти тонове’ – споделя старшият ръководител на този проект Марк Бробгерс, инженер-оптик от Станфордския университет. ‘Същото се случва с бялата светлина, която резонира в тези клъстъри и по този начин се преобразува в излъчване с различни дължини на светлината, давайки различни чисти цветове’.

Новият тип OLED матрици е изключително подходящ за виртуалната реалност (VR). Според специалистите, тъй като при VR шлемовете очите са разположени твърде близко до дисплеите, високата резолюция е ключов фактор към създаването на илюзия за реалност.

Снимка на масива от наностълбчета, направена с електронен микроскоп

Колкото и впечатляващо да звучи разделителна способност от 10 000 пиксела на инч, теоретичният предел на тази технология е 20 000 пиксела на инч. Но при толкова висока резолюция възниква проблем с недостатъчната яркост на матрицата, понеже размерът на един пиксел става вече под един микрон.

По принцип, тези числа са рекордни само за OLED матриците. Изследователи на други компании, като например китайската Jade Bird Display и канадската VueReal вече демонстрираха своите нови microLED дисплеи с плътност на пикселите от 10 000 до 30 000 ppi. Но новата OLED матрица дава значително по-чисти цветове.

5 6 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
14 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари