AMOLED-экран: технология и характеристики¶

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, «активно-матричный органический светодиод») — тип экрана, в котором каждый пиксель состоит из самостоятельных органических светодиодов, излучающих свет при прохождении электрического тока. В отличие от ЖК-дисплеев, AMOLED не требует подсветки: пиксели светятся сами, а полностью чёрные области просто не получают питание и не излучают свет. Технология применяется преимущественно в смартфонах, планшетах, часах и телевизорах.

¶Принцип работы

В основе AMOLED лежат тонкоплёночные транзисторы (TFT), формирующие активную матрицу управления, и слой органических полупроводников. Каждый пиксель обычно состоит из трёх субпикселей — красного, зелёного и синего (RGB), реже применяются варианты с добавлением белого субпикселя (WOLED). Под действием напряжения органический материал излучает свет, яркость которого регулируется силой тока.

Слой OLED наносится на подложку с тонкоплёночными транзисторами, управляющими каждым пикселем отдельно. Это и есть «активная матрица»: в пассивно-матричных OLED-экранах (PMOLED) управление осуществляется построчно, что ограничивает размер и разрешение экрана.

¶Отличие от LCD

Главное практическое отличие — поведение чёрного цвета. На AMOLED-экране выключенные пиксели не потребляют энергию, поэтому в тёмных интерфейсах и при отображении чёрного цвета экран экономит энергию. Контрастность визуально кажется бесконечной, поскольку разница между ярким пикселем и выключенным максимальна.

¶Типы матриц

В AMOLED-экранах используются различные технологии тонкоплёночных транзисторов:

• LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicon) — перекристаллизация кремния при низких температурах; высокая подвижность электронов, подходит для экранов с высоким разрешением и частотой обновления.
• IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) — аморфный оксид-полупроводник; низкое энергопотребление, применяется в планшетах и телевизорах.
• LTPO (Low Temperature Polycrystalline Oxide) — гибрид LTPS и IGZO; поддерживает переменную частоту обновления (например, от 1 до 120 Гц), что снижает энергопотребление при статичном изображении. Впервые массово применён в Apple Watch Series 5 (2019).

¶Варианты технологии

• Super AMOLED — маркетинговое название Samsung для AMOLED с сенсорным слоем, интегрированным непосредственно в экран (без воздушного зазора). Уменьшает толщину и блики.
• Dynamic AMOLED — поддержка HDR10+ и расширенного охвата цветового охвата, применяется в флагманских смартфонах Samsung.
• Flexible AMOLED — экран на гибкой пластиковой подложке вместо стекла; используется в устройствах со сгибаемыми экранами (Samsung Galaxy Z Fold, Huawei Mate X) и в часах со скруглёнными краями.
• LTPO AMOLED — комбинация гибридной матрицы и переменной частоты обновления; стандарт для премиальных смартфонов с 2020-х годов.

¶Достоинства и недостатки

К достоинствам AMOLED относят: истинный чёрный цвет, высокую контрастность, насыщенную цветопередачу, малую толщину, низкое энергопотребление при тёмном содержимом, возможность изготовления гибких экранов.

Недостатки: выгорание органических материалов — при длительном отображении статичной картинки на экране остаётся «призрак» изображения (особенно заметен на элементах интерфейса); искажение цветопередачи при малых углах; более высокая стоимость по сравнению с LCD; сложность массового производства крупных панелей.

¶Производители

Крупнейшим производителем AMOLED-панелей является Samsung Display (Южная Корея), контролирующая основную долю рынка смартфонных OLED-экранов. Среди других производителей — LG Display (телевизионные WOLED-панели), BOE, Tianma, Visionox (Китай), JOLED (Япония). В России собственное серийное производство OLED-панелей отсутствует; отечественные разработки ведутся в научных институтах, в частности в Институте органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН и на предприятиях радиоэлектронной отрасли.

¶Применение

Основная область применения — экраны смартфонов: от 2010-х годов OLED-матрицы используются во флагманских моделях Samsung Galaxy S, затем у Apple (начиная с iPhone X, 2017), Xiaomi, Huawei, Google Pixel и других производителей. Технология применяется в умных часах, планшетах, ноутбуках (например, Dell XPS, MacBook Pro с OLED-опцией), телевизорах (LG OLED, Sony Bravia XR), а также в шлемах виртуальной реальности — там OLED-панели обеспечивают низкую задержку и высокую контрастность.

¶История

Работы по органическим светодиодам начались в 1960-х годах, а первое сообщение об electroluminesценции органических материалов сделал Чинг В. Танг из Kodak в 1987 году. В 2003 году Pioneer представила первые PMOLED-дисплеи. В 2007 году Sony выпустила первый в мире потребительский телевизор с OLED-экраном (XEL-1, диагональ 11 дюймов). Массовое распространение AMOLED началось с 2010 года, когда Samsung представила смартфон Galaxy S с AMOLED-экраном.

¶Источники

• «Дисплейные технологии: от ЭЛТ до OLED», учебное пособие
• Документации Samsung Display и LG Display
• Статьи IEEE/OSA по органической электронике
• Обзоры Display Supply Chain Consultants