Круговорот света: Мониторы с сюрпризом
В основе широко распространенных сегодня OLED-дисплеев лежит матрица из множества органических светоизлучающих элементов, обладающих способностью излучать фотоны под действием электрического тока. Слой органических полимеров помещается между двумя матрицами тонких электродов — таким образом, чтобы каждый светодиод оказался подсоединен к двум из них. Если на пару электродов подается электрический ток, расположенный между ними органический полупроводник начинает светиться. Слой электродов, расположенный на лицевой стороне дисплея, стараются сделать как можно более прозрачным — свет проходит через него практически без потерь, формируя изображение на мониторе. Задний же слой делается по возможности как можно более черным — чтобы свести к минимуму отражение света, падающего на заднюю поверхность матрицы. Чем больше рассеянного света испускает этот слой, тем менее четкой становится картинка на экране.
При всей своей лаконичности, данная схема обладает существенным недостатком: ровно половина всех произведенных светодиодами фотонов испускается в направлении задней стороны экрана, то есть расходуется абсолютно впустую. При этом задний слой электродов все же рассеивает некоторое количество падающего на него света, что приводит к снижению контрастности изображения. Этот эффект особенно губителен при ярком внешнем освещении. Чтобы повысить читаемость картинки при ярком свете, нужно, во-первых, увеличить яркость излучения светодиодов (этого легко достичь, подав на матрицу бóльший ток), во-вторых — минимизировать рассеивание света на заднем слое матрицы, то есть сделать его как можно более черным. Элегантное решение, предложенное учеными из Национального университета Тайваня, позволяет решить обе поставленные задачи.
Говорит автор разработки Чунг-Чи Ву: «Наша группа занимается исследованиями и в области солнечной энергии, и в области OLED-дисплеев. Однажды мы испытывали черные солнечные батареи, и кому-то пришла очень удачная мысль — почему бы не поместить подобную батарею за матрицей OLED-дисплея? Я думаю, мы стали первыми, кто использовал солнечные батареи как конструктивную часть монитора».
Исследователи расположили слой органических светодиодов между двумя прозрачными слоями электродов и добавили к ним с задней стороны черную пленку солнечной батареи. Этот дополнительный слой не только поглощает «лишний» свет, падающий на заднюю поверхность матрицы, но также преобразует его в электроэнергию, которая используется для повышения яркости дисплея. КПД пленки батарей в прототипе составляет всего 0,26%, однако ученые утверждают, что в будущем это показатель можно существенно улучшить.
Таким образом, OLED-дисплеи смогут стать еще более контрастными и экономичными устройствами. К слову сказать, по сумме этих показателей они уже сейчас существенно обгоняют ЖК-мониторы, не говоря уже о дисплеях с электроннолучевой трубкой. По мнению Чунг-Чи Ву, будущее принадлежит именно OLED-дисплеям — со временем мы все в этом убедимся. А пока что выпускаются, в основном, небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов, автомагнитол, сотовых телефонов, MP3-плееров
Читайте также о создании OLED-элементов со 100-процентным КПД: «Идеальный свет», а также об использовании наночастиц для создания OLED-мониторов будущего: «Большие, яркие, гибкие».
По публикации Physorg.Com