Будущее мобильных устройств: прорывная технология гибких OLED-дисплеев | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №50 (549) декабрь 2024 г.

Дата публикации: 15.12.2024

Статья просмотрена: 6 раз

Библиографическое описание:

Стрелова, Е. А. Будущее мобильных устройств: прорывная технология гибких OLED-дисплеев / Е. А. Стрелова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 50 (549). — URL: https://moluch.ru/archive/549/120661/ (дата обращения: 19.12.2024).



В статье авторы исследуют особенности гибких OLED-дисплеев, включая их научные основы, методы производства и преимущества перед традиционными экранами. Особое внимание уделяется применению этой технологии в мобильных устройствах, носимой электронике и других инновационных направлениях, а также перспективам ее дальнейшего развития.

Ключевые слова: гибкие OLED-дисплеи, мобильные устройства, технология экранов, инновационные дисплеи.

Гибкие OLED-дисплеи являются одной из самых значимых технологий современной электроники, открывающей новые горизонты в дизайне и функциональности устройств. Их уникальность заключается в способности изгибаться, складываться и принимать различные формы, что востребовано в таких сферах, как мобильные устройства, носимая электроника и медицина.

Органические светодиоды (OLED) — это тонкопленочные структуры, где излучающий свет слой состоит из органических материалов. Излучение происходит при прохождении через них электрического тока. В отличие от ЖК-дисплеев, OLED не требует подсветки, что делает их тоньше и энергоэффективнее. Использование пластика или других эластичных материалов вместо стекла позволяет создавать экраны, которые можно изгибать и складывать. Гибкие OLED-дисплеи создаются на основе таких подложек, как полиимид или пленочные материалы. Эти подложки обладают высокой термостойкость, что позволяет выдерживать высокотемпературные процессы производства, а также прочностью и эластичностью, сохраняя функциональность.

Идея использования органических соединений для создания светодиодов появилась в 1980-х годах, когда были проведены первые исследования в области электрохимической люминесценции. Однако настоящим прорывом стало изобретение технологий, которые позволили размещать OLED на гибких подложках, таких как полиимиды. В начале 2000-х появились первые OLED-дисплеи, однако они были основаны на стеклянных подложках и не обладали гибкостью. Затем, в 2010-х годах началась разработка гибких материалов, что позволило выпустить первые изогнутые и складывающиеся устройства, например, LG G Flex и Samsung Galaxy Round. К 2020-м годам OLED-дисплеи стали применяться в широком спектре устройств, включая сгибаемые смартфоны, умные часы и даже медицинские сенсоры.

Современные устройства, такие как Samsung Galaxy Z Fold и Huawei Mate X, используют гибкие OLED-дисплеи, чтобы объединить функции смартфона и планшета. Пользователи получают портативное устройство с большим экраном в разложенном состоянии (рисунок 1).

Внешний вид гибких мобильных устройств Samsung Galaxy Z Fold и Huawei Mate X Внешний вид гибких мобильных устройств Samsung Galaxy Z Fold и Huawei Mate X

Рис. 1. Внешний вид гибких мобильных устройств Samsung Galaxy Z Fold и Huawei Mate X

Умные часы, такие как Nubia Alpha — это уникальный пример применения гибких OLED-дисплеев в носимой электронике (рисунок 2). Представленный в 2019 году, этот смарт-браслет с изогнутым экраном стал одним из первых массовых продуктов, использующих гибкую OLED-технологию для создания устройства, которое можно носить на запястье как миниатюрный смартфон. С помощью гибкого OLED-дисплея Nubia Alpha смогла интегрировать широкий экран в компактный корпус, что дает пользователям возможность просматривать уведомления, принимать звонки и использовать различные приложения, при этом не ограничивая мобильность устройства.

Внешний вид умных часов с гибким экраном — Nubia Alpha

Рис. 2. Внешний вид умных часов с гибким экраном — Nubia Alpha

Специалисты научно-исследовательского центра Samsung Advanced Institute of Technology смогли совершить прорыв в области гибких OLED-технологий, изменив состав и структуру эластомера — полимерного соединения с исключительной эластичностью и упругостью. Это позволило использовать эластомер как подложку для OLED-экранов, что привело к созданию гибких дисплеев, напоминающих пластырь (рисунок 3). Такой дисплей, в сочетании с датчиком фотоплетизмографии (PPG), может измерять пульс и вариабельность сердечного ритма. Это открывает новые возможности для интеграции таких технологий в смарт-часы и фитнес-браслеты, делая их более функциональными и удобными для пользователя. Такой подход улучшает мониторинг состояния здоровья, что важно для носимой электроники и медицинских устройств.

Эластомер совмещенный с OLED-дисплеем

Рис. 3. Эластомер совмещенный с OLED-дисплеем

Гибкие OLED-дисплеи обладают огромным потенциалом, который значительно расширяет границы возможностей традиционных экранов. Одной из самых интересных перспектив является использование гибких OLED-дисплеев в архитектуре и дизайне. Например, гибкие экраны могут стать частью окон, витрин, и стен, предоставляя возможность создания адаптивных интерфейсов или окон с регулируемой прозрачностью и освещенностью. Эти технологии могут найти применение в автомобильной промышленности, где изогнутые и адаптивные дисплеи станут важной частью интерфейсов автомобилей и приборных панелей.

Несмотря на значительный прогресс, существует несколько ключевых вызовов, которые необходимо решить для массового внедрения гибких OLED-дисплеев:

  1. Высокая стоимость производства. Производственные процессы гибких OLED-дисплеев все еще довольно дорогие из-за использования сложных материалов и высокотехнологичных методов печати. Это ограничивает их распространение в потребительской электронике и других областях.
  2. Долговечность и защита. Одной из проблем гибких OLED является чувствительность к влаге и кислороду. Для того чтобы экраны сохраняли свою функциональность и долговечность, необходимо использовать дополнительные защитные покрытия, что также повышает стоимость производства.
  3. Низкая яркость и контрастность при изгибах. Гибкость экранов может влиять на качество изображения, особенно когда экран изгибается или подвергается сильному давлению. Это необходимо учитывать при разработке устройств, которые будут активно использовать такие экраны.
  4. Энергопотребление. Несмотря на высокую энергоэффективность OLED в сравнении с ЖК-дисплеями, гибкие OLED-экраны, как и другие технологии, могут потреблять больше энергии при работе с высоким разрешением и яркими изображениями, что требует разработки новых решений по энергоэффективности.

Будущее гибких OLED-дисплеев заключается в оптимизации производства, улучшении устойчивости материалов и повышении их функциональных характеристик. Для достижения этих целей активно ведутся исследования в области новых композитных материалов и методов защиты, что позволит создать более доступные и долговечные продукты. Дальнейшее развитие гибких OLED-дисплеев обещает стать ключевым этапом в создании адаптивной, энергоэффективной и удобной для пользователя техники.

Литература:

  1. Максим Агаджанов. Как все начиналось: гибкие и складные дисплеи — история появления и выход «в люди». [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/post/455268/
  2. Эволюция гибких дисплеев. [Электронный ресурс]. URL: https://www.nanonewsnet.ru/news/2018/evolyutsiya-gibkikh-displeev/


Задать вопрос