В первую очередь светлое будущее для смартфонов и носимых гаджетов
TN, IPS, VA, LED, OLED и их производные — разновидностей типов дисплеев большое количество, но производятся они практически по одной и той же технологии. Глобально их можно разделить на OLED- и TFT-подобные экраны. Одни предлагают сверхнизкую цену, но посредственную цветопередачу и углы обзора, другие шикарную картинку за не самые демократичные деньги, третьи — баланс цена/качество и т.д. Сейчас в носимой электронике премиум-класса особым спросом пользуется технология OLED, а в бюджетном классе доминирует IPS. Оба типа матриц давно присутствуют на рынке и изучены вдоль и поперек, но некоторые их недостатки невозможно устранить физически. Поэтому необходимо что-то новое, что объединило бы достоинства обоих типов матриц. Решение есть, MicroLED (micro light-emitting diode) — микроскопические светодиоды.
Почему OLED и IPS несовершенны
Еще недавно казалось, что за OLED и ее производными будущее. Именно эта технология позволила создавать тонкие и гибкие экраны, которые можно даже складывать пополам. Однако ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и выгорание пикселей прямо заявляют об обратном. Частично ШИМ удалось победить, но все равно у ряда пользователей OLED вызывает боль в глазах. Выгорание пикселей и вовсе нерешаемая задача из-за органической природы.
TFT-подобные матрицы находятся на рынке почти четверть века, а недостатков все еще много. Они физически не позволяют добиться действительно черного цвета, поскольку подсвечиваются даже незадействованные пиксели. Отсюда и проблемы с энергопотреблением, что крайне критично для мобильных устройств, работающих от аккумуляторов. Не говоря уже о том, что TFT-экраны могут быть только плоскими.
Что такое технология MicroLED
MicroLED можно назвать новой ступенью развития OLED, хотя из общего у них только принцип самосвечения (самоизлучения). Дело в том, что MicroLED и OLED не нуждаются в отдельной подсветке, как TFT-подобные матрицы, подсвечивая только отдельные пиксели. OLED использует органические материалы, которые со временем выгорают (тускнеют), а MicroLED базируется на неорганическом материале, — нитриде галлия (GaN). Его запас прочности равняется 100 000 часам непрерывной работы или 11 годам идеальной работы.
Простыми словами, MicroLED — это уменьшенные до 20-50 микрометров обычные светодиоды. Каждый светодиод имеет RGB-субпиксели, при смешивании которых формируется необходимый цвет. За управление пикселями отвечает тонкопленочный транзистор, как в TFT.
Этот тип матрицы появился в 2000 году — результат трудов группы ученых Техасского технического университета. Ее также можно встретить под именами mLED, ILED и μLED. Компании-производители всерьез считают, что за этой технологией будущее. Настолько серьезно, что в ближайшие годы mLED-дисплеи могут получить новые iPhone и Apple Watch, а в общей сложности над технологией трудится до 130 компаний. Samsung, Sony, Apple, LG и другие гиганты.
Почему MicroLED скоро сменит OLED и TFT
К основным достоинствам технологии можно отнести следующее:
- Очень низкое энергопотребление (на 90% меньше, чем у TFT и на 50% чем у OLED)
- Идеальный черный цвет в сочетании с сверхвысокой яркостью — до 30 раз выше, чем у OLED. Это позволяет добиться высокого динамического диапазона (HDR)
- Широкая цветовая гамма, превосходящая таковую у OLED
- Продолжительная стабильная работа
- Возможность создания дисплеев с высоким разрешением и плотностью пикселей
- Поддержка высоких частот обновления
- Низкое время отклика, измеряемое в нано, а не миллисекундах
- Максимальные углы обзора
- Возможность создания гибких экранов
- Модульность — создание экранов любых форм и размеров
- Невысокая стоимость производства. В теории, ниже, чем у OLED.
Последний пункт — это пока единственный весомый недостаток mLED. Дело в том, что сейчас производство подобных панелей обходится крайне дорого, в несколько раз выше, чем стоимость создания OLED-экранов. Теоретически, mLED должна стать дешевле других технологий создания дисплеев, но на это потребуется несколько лет.
Основные недостатки MicroLED — что мешает массовому внедрению
Все минусы технологии будут решены, это даже не обсуждается.
Главным недостатком mLED является ее же и преимущество — микроскопические светодиоды. Из-за высоких требований к пайке, компаниям пока сложно достичь действительно высоких разрешений на маленьких площадях Сейчас плотность пикселей в 265 ppi является пределом. Это крайне мало — современные смартфоны предлагают от 450 ppi и выше.
Также у производителей есть трудности с закреплением светодиодов на панелях. Нынешняя точность такой работы равняется +/- 34 мкм при необходимых +/- 1,5 мкм. Еще крошечные светодиоды обладают весьма посредственным КПД и дороги в производстве.
Все это — решаемо. По оптимистичным прогнозам, на устранение большинства этих проблем компаниям потребуется 3–4 года. Настоящего массового производства, когда цена позволит использовать mLED в бюджетных гаджетах, стоит ждать в пределах 10 лет.
MicroLED — все-таки за этой технологией будущее?
Скорее да, чем нет. В середине 2019 года компания Samsung представила модульный телевизор, основанный на mLED — The Wall Luxury. Он может масштабироваться от 73 до 219 дюймов (до 7,5 метров) по диагонали за счет модульности. Собирается подобный дисплей как конструктор Lego, а его пиковая яркость достигает рекордных 5000 нит. Большое будущее у mLED и в области виртуальной/дополненной реальности. Время отклика, измеряемое в наносекундах — это в тысячи раз меньше, чем предлагают современные топовые матрицы.
То есть mLED — это не теория или грезы производителей, ее уже применяют на практике. Учитывая то, что над технологией трудится почти полторы сотни ведущих производителей, светлое будущее как ей, так и нам, пользователям, гарантировано.
Это тоже интересно: