Активная матрица на органических светодиодах

Активная матрица на органических светодиодах (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, AMOLED) — технология создания дисплеев для мобильных устройств, компьютерных мониторов и телевизоров, созданная конгломератом Samsung. Технология подразумевает использование органических светодиодов в качестве светоизлучающих элементов и активной матрицы из тонкоплёночных транзисторов (TFT) для управления светодиодами.

AMOLED (Samsung Galaxy)

Расположение субпикселей в дисплее Super AMOLED с матрицей PenTile

Достоинства

по сравнению с ЖК-дисплеями

В сравнении с жидкокристаллическими дисплеями (LCD) на тонкоплёночных транзисторах основными достоинствами технологии являются:

• энергопотребление напрямую зависит от яркости изображения на экране, поэтому при отображении тёмных тонов потребление энергии низкое.
• возможность размещать различные датчики (освещения, приближения, сканер отпечатка пальцев) непосредственно под экраном за счет отсутствия подсветки. Эта же особенность позволяет использовать AMOLED-матрицу на смартфонах со складным экраном, вроде Galaxy Fold.

Super AMOLED рядом с ЖК

• способность отображать большую цветовую гамму (на 32 % больше физического предела жидкокристаллической матрицы Super IPS).
• значительно меньшее время отклика (приблизительно 0,01 мс против минимального 1 мс для TN матрицы).
• полные углы обзора по вертикали и горизонтали порядка 180 градусов при абсолютном сохранении яркости, цветности и контрастности изображения (чуть хуже, чем у кинескопных (ЭЛТ) мониторов).
• меньшая толщина экрана (не тратится место на подсветку).
• высокая контрастность — чёрный цвет является действительно чёрным, ведь пиксели в этой области вообще не излучают свет.

по сравнению с плазменными дисплеями

• компактный размер
• низкое энергопотребление
• большая яркость

Недостатки

• ненадёжность соединений внутри экрана (достаточно малейшего обрыва или трещины — и экран не показывает полностью).
• достаточно малейшей разгерметизации между слоями дисплея — и дисплей начинает выцветать из этой точки (достаточно одного-двух дней, чтобы дисплей перестал показывать совсем).

по сравнению с ЖК-дисплеями

Основными недостатками технологии в сравнении с жидкокристаллическими дисплеями являются:

• уменьшение срока службы при активной работе в ярких тонах, другими словами, постепенное «выгорание» органических светодиодов. При этом субпиксели разных цветов теряют яркость с разной скоростью (быстрее всего выгорают синие), из-за чего цветопередача экрана со временем может нарушиться^[1]. Срок службы дисплея в среднестатистическом мобильном телефоне составляет примерно 7 лет^[2], но уже через год заметны отличия в яркости областей.
• стоимость производства.
• низкая максимальная яркость в сравнении с жидкокристаллическими дисплеями с LED-подсветкой.
• в подавляющем большинстве AMOLED-дисплеев яркость регулируется при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эта технология позволяет получить более широкий диапазон яркости и является более простой в производстве, нежели управление напряжением. Кроме того, она позволяет продлить время работы диодов и обеспечивает точную цветопередачу даже на минимальной яркости. Обратной стороной ШИМ является вредное для организма мерцание экрана, так как свет подается импульсами и обычно - с довольно низкой частотой (около 100 Гц)^[3]. Согласно ГОСТ 33393-2015^[4]:

Пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность человека.

по сравнению с плазменными дисплеями

• несбалансированность цветов. Яркость каждого цвета светодиодов различается, поэтому приходится создавать матрицы с неравномерным расположением светодиодов-субпикселей для достижения сбалансированности цветов.
• в дисплеях AMOLED, не использующих ШИМ, на малых яркостях очень заметно доминирование фиолетового оттенка.
• чувствительность к ультрафиолетовому излучению.

Использование в сенсорных дисплеях

Благодаря своей яркости дисплеи с технологией AMOLED хорошо подходят для использования в составе сенсорных дисплеев (тачскринов). При этом прозрачный сенсорный слой (чувствительный к нажатию пальцами) располагается поверх AMOLED.

Super AMOLED

Super Active Matrix Organic Light-Emitting Diode (Super AMOLED) — улучшенная технология создания тачскринов на основе AMOLED. В отличие от предшественников, сенсорный слой приклеен к самому экрану, что позволяет избавиться от прослойки воздуха в промежутке между ними. Это повышает четкость, читаемость на солнце, насыщенность цветов, позволяет получить меньшую толщину дисплея.

• на 20 % ярче предшественника
• на 80 % меньше отражает солнечный свет
• на 20 % снижено энергопотребление
• в промежуток между экраном и тачскрином не может попасть пыль
• снижена вероятность появления колец Ньютона

Конструкция экрана Super AMOLED

Строение экрана AMOLED.

Первым идет катодный слой. В качестве светоизлучающих элементов выступают органические светодиоды, а для их управления используется активная матрица из тонкопленочных транзисторов. Они определяют силу тока, который проходит через каждый диод, следовательно, яркость и цвет пикселя. Затем проходит анодный слой. Далее располагается подложка, которая может изготавливаться из различных материалов, таких как силикон, металл и т. д.^{[5][неавторитетный источник]}

Технология Super AMOLED впервые была представлена в смартфонах серии Samsung Wave и Samsung Galaxy S, которые были показаны в 2010 году компанией WorldTelecom.

Сравнение Super AMOLED и Super AMOLED Plus

Super AMOLED Plus

Дисплеи Super AMOLED Plus лишены особенностей дисплеев Super AMOLED, изображение на которых казалось слегка зернистым и, как следствие, не слишком качественным, но благодаря использованию технологии Real-Stripe изображение прорисовывается с помощью полноценных RGB-субпикселей, что позволило избавиться от зернистости и улучшило цветопередачу.

Технология Super AMOLED Plus впервые использована в смартфонах Samsung Galaxy S II.

Dynamic AMOLED

Маркетинговое название Super AMOLED в качестве дисплеев с максимальной точностью цветопередачи.

Применены в премиум сегменте смартфонов c первой в мире Infinity-O технологией, выреза в самом экране: Samsung Galaxy S10e, S10 и S10+, S10+ 5G, а также в первом складном смартфоне Samsung Galaxy Fold^[6].

Примечания

1. Какой срок службы работы OLED и QDLED (SUHD) дисплеев  (рус.). SmartTVnews (9 апреля 2016). Дата обращения: 19 марта 2019. Архивировано 28 января 2018 года.
2. Срок службы синих светодиодов около 30 000 часов ± 20 % = 1250 дней = 3,5 года беспрерывной работы. При условии работы экрана 12 часов срок службы составит 7 лет.
3. Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?  (рус.) Deep-Review (22 октября 2019). Дата обращения: 5 ноября 2019. Архивировано 5 ноября 2019 года.
4. ГОСТ 33393-2015 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности (Переиздание) от 30 ноября 2015 - docs.cntd.ru  (неопр.). docs.cntd.ru. Дата обращения: 9 ноября 2021. Архивировано 9 ноября 2021 года.
5. Что такое AMOLED-дисплей?  (рус.) AndroidLime (30 апреля 2017). Дата обращения: 18 марта 2019. Архивировано 2 сентября 2019 года.
6. Samsung Galaxy Fold: Официальный сайт  (неопр.). Дата обращения: 29 марта 2024. Архивировано 9 марта 2019 года.

Ссылки

• Презентация Introduction to OLED Displays (англ.)
• Смартфоны с AMOLED дисплеем
• Умные часы с Super AMOLED экраном