Технология ЖК-дисплеев (жидкокристаллических дисплеев) является важной вехой в развитии экранов мобильных телефонов. Принцип его работы основан на электрооптическом эффекте жидких кристаллов, при котором изображения отображаются за счет изменения прохождения света через расположение молекул жидких кристаллов. ЖК-экраны обычно состоят из подсветки, поляризационной пленки, жидкокристаллического слоя и цветных фильтров. Подсветка обеспечивает равномерное освещение, поляризатор управляет направлением проходящего света, слой жидких кристаллов изменяет расположение молекул под действием электрического поля, а цветной фильтр преобразует проходящий свет в три основных цвета: красный, зеленый и синий, формируя тем самым цветное изображение.
ЖК-экраны обладают такими преимуществами, как низкая стоимость, стабильное изображение, высокая цветопередача, большой угол обзора и относительно низкое энергопотребление. На раннем рынке мобильных телефонов ЖК-дисплеи стали основной технологией экранов благодаря своей зрелости и широкой применимости. Например, TFT-LCD (дисплей на тонкопленочных транзисторах с жидкими кристаллами) приобрел популярность в начале 21-го века и постепенно стал основной технологией отображения для мобильных устройств, обеспечивая пользователям четкое и стабильное отображение изображения.

В эпоху ЖК-экранов многие известные бренды мобильных телефонов переняли эту технологию. Классические модели, выпущенные такими известными производителями мобильных телефонов, как Nokia и Motorola, в основном были оснащены ЖК-дисплеями, отвечавшими основным потребностям пользователей того времени в функциях отображения. Однако ЖК-экраны имеют и некоторые недостатки. Скорость его отклика относительно низкая, и он склонен к задержке и двоению изображения, что особенно заметно при просмотре высокоскоростных движущихся изображений. Кроме того, для освещения ЖК-экранов требуются модули подсветки, что приводит к сравнительно высокому энергопотреблению, а качество черного цвета недостаточно чистое и имеет низкую контрастность.

Расцвет OLED-экранов: инновации и прорыв

Технические принципы и преимущества

Экраны на органических светодиодах (OLED) являются важным новшеством в технологии экранов мобильных телефонов. В отличие от ЖК-экранов, в OLED-экранах используется технология самосвечения, при которой каждый пиксель может излучать свет независимо, без необходимости использования источника подсветки. Базовая структура OLED-экранов состоит из нескольких тонких пленок, включая анод, катод и слой органического материала, расположенный между ними. При прохождении тока электроны и дырки в слое органического материала объединяются, создавая возбужденное состояние. Когда возбужденное состояние возвращается в основное, излучается свет.

OLED-экраны имеют множество преимуществ. Во-первых, яркие цвета и высокая контрастность позволяют создавать более реалистичные и яркие изображения. Поскольку каждый пиксель излучает свет независимо, он может полностью отключаться при отображении черного цвета, достигая практически бесконечной контрастности. Во-вторых, OLED-экраны имеют более быстрое время отклика и более плавные визуальные эффекты, что позволяет эффективно устранять ореолы и остаточные эффекты. Кроме того, OLED-экраны также отличаются малым весом, гибкостью и складностью, что открывает больше возможностей для дизайна внешнего вида мобильных телефонов.

Развитие рынка и тенденции

С ростом спроса потребителей на качество отображения и внешний вид экранов мобильных телефонов экраны OLED постепенно стали стандартной конфигурацией мобильных телефонов высокого класса. Apple, Samsung и другие бренды мобильных телефонов используют OLED-дисплеи в своих флагманских моделях, что способствует быстрому развитию рынка OLED-дисплеев. По данным последнего отчета Omdia по рынку OLED-дисплеев, ожидается, что поставки AMOLED-дисплеев для смартфонов продолжат расти в 2024 году и впервые превысят поставки TFT LCD. Эта тенденция роста обусловлена главным образом высоким спросом на гибкие AMOLED-дисплеи на рынке.

На рынке OLED-экранов производительность гибких AMOLED-дисплеев особенно выдающаяся. Начиная со второй половины 2022 года китайские производители дисплеев значительно снизили стоимость производства гибких AMOLED-панелей, что побудило крупных производителей оригинального оборудования (OEM) для смартфонов модернизировать экраны смартфонов среднего класса с традиционных жестких панелей AMOLED и LTPS TFT LCD на гибкие AMOLED-панели. Тенденция к замене этой технологии дисплеев еще больше ускорится в 2024 году, в результате чего доля гибких AMOLED-дисплеев на рынке смартфонов увеличится с 28% в 2022 году до 40% в 2024 году.

Сравнительный анализ ЖК- и OLED-экранов

Эффект отображения

С точки зрения производительности отображения OLED-экраны имеют существенные преимущества. Яркость цветов, контрастность и угол обзора превосходят ЖК-экраны. OLED-экраны способны отображать более насыщенные цвета и более глубокий черный цвет, делая изображения более реалистичными и яркими. С другой стороны, ЖК-экраны имеют относительно слабую насыщенность цвета и контрастность, а их черный цвет недостаточно чист, что делает их склонными к утечке света при отображении темных сцен.

потребляемая мощность

Благодаря технологии самосвечения, используемой в OLED-экранах, каждый пиксель излучает свет независимо и может быть отключен при отображении черного цвета, что обеспечивает относительно низкое энергопотребление. ЖК-экраны требуют непрерывной работы модуля подсветки, которому требуется определенное количество энергии для поддержания подсветки даже при отображении черного цвета, что приводит к относительно высокому энергопотреблению. На практике телефоны, оснащенные OLED-экранами, обычно работают лучше с точки зрения времени автономной работы.

Стоимость и срок службы

Технология производства ЖК-дисплеев является зрелой, а стоимость их производства относительно невысока, поэтому они по-прежнему обладают определенной конкурентоспособностью на рынке мобильных телефонов среднего и бюджетного класса. Стоимость производства OLED-экранов относительно высока, что приводит к более высоким ценам на смартфоны, оснащенные OLED-экранами. Кроме того, органические материалы OLED-экранов имеют относительно короткий срок службы и подвержены старению и выгоранию, что также является проблемой.

Сценарии применения

ЖК-экраны подходят для рынка мобильных телефонов среднего и бюджетного класса, где важна стоимость и не требуется высокая производительность дисплея, а также для некоторых специфических сценариев применения, не требующих высокого энергопотребления. OLED-экраны больше подходят для рынка мобильных телефонов премиум-класса, поскольку отвечают запросам потребителей на высококачественные эффекты отображения и индивидуальный дизайн внешнего вида. В то же время гибкость и складные характеристики OLED-экранов также открывают больше возможностей для инновационного дизайна будущих мобильных телефонов.

Перспективы будущих технологий мобильных экранов

Исследование новых технологий

Помимо технологий экранов LCD и OLED, также постоянно развиваются новые технологии экранов, такие как Mini LED и Micro LED. Mini LED достигает более высокой яркости и более точного эффекта управления светом за счет уменьшения размера светодиодных шариков; с другой стороны, Micro LED проектирует светодиодную структуру в крошечных размерах, достигая более высокой плотности пикселей и более четких эффектов отображения изображения. Однако эти новые технологии все еще находятся на ранних стадиях развития и сталкиваются с некоторыми техническими проблемами, такими как относительно сложная конструкция подсветки Mini LED, требующая точного управления световым эффектом каждой светодиодной микросхемы; Micro LED сталкивается с технологическими проблемами, такими как производство кристаллов и массовая передача.

Сочетание передовых технологий

В будущем технологии мобильных экранов будут тесно интегрированы с передовыми технологиями, такими как 5G и искусственный интеллект. Высокоскоростная и стабильная передача данных в сетях 5G обеспечит более высокое разрешение и частоту обновления отображения контента на экранах мобильных телефонов, что улучшит визуальные впечатления пользователей. Технология искусственного интеллекта позволяет добиться интеллектуальной оптимизации эффектов отображения на экране, автоматически регулируя такие параметры, как яркость, цвет и контрастность экрана в соответствии с различными сценариями использования и потребностями пользователя, обеспечивая более персонализированные эффекты отображения.

Гибкость и разнообразный дизайн

Поскольку требования потребителей к внешнему виду, дизайну и портативности мобильных телефонов продолжают расти, будущие экраны мобильных телефонов будут приобретать все большую гибкость, что позволит создавать более тонкие, прочные и гибкие экраны мобильных телефонов. Новые формы экранов, такие как складные и скручивающиеся экраны, будут продолжать появляться, предоставляя пользователям новые способы использования и интерактивные возможности. В то же время дизайн экранов мобильных телефонов станет более разнообразным, чтобы соответствовать индивидуальным потребностям разных пользователей.
заключение

Эволюция технологии мобильных экранов от LCD к OLED является ярким проявлением непрерывного технического прогресса. ЖК-экраны сыграли важную роль на раннем этапе развития экранов мобильных телефонов благодаря своей низкой стоимости и стабильному отображению, в то время как экраны OLED постепенно стали основным выбором для высококлассных телефонов благодаря ярким цветам, высокой контрастности и гибкости. В будущем, с постоянным появлением новых технологий и глубокой интеграцией с передовыми технологиями, технология мобильных экранов будет развиваться в сторону более высокого разрешения, более высокой частоты обновления, меньшего энергопотребления, большей гибкости и большего разнообразия. У нас есть основания полагать, что будущие мобильные экраны подарят нам более потрясающие визуальные впечатления и более удобные способы взаимодействия человека с компьютером.