Ήρθε το τέλος για τις οθόνες OLED;

Ήρθε το τέλος για τις οθόνες OLED;

Η τεχνολογία OLED έχει δείξει πόσο καλές μπορούν να γίνουν οι οθόνες με υψηλή δυναμική εμβέλεια και υψηλή ανάλυση. Αλλά μπορεί και να άνοιξαν απλώς τον δρόμο για τις νέες οθόνες με τεχνολογία MicroLED.

Το MicroLED (ή mLED, ή µLED) είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη τεχνολογία οθόνης που θα μπορούσε να αντικαταστήσει την τεχνολογία OLED (Organic Light Emitting Diode). Όπως και το OLED, το MicroLED χρησιμοποιεί ένα απλό εικονοστοιχείο τριών χρωμάτων και προσφέρει πολύ υψηλή αντίθεση με βαθύ μαύρο, μεγάλη γκάμα χρωμάτων, υψηλή απόδοση, γρήγορη απόκριση, ευρεία γωνία θέασης και δυνατότητα διαφανών και ευέλικτων (καμπύλων) οθονών.

Ωστόσο, το MicroLED προσφέρει ανώτερη γκάμα, φωτεινότητα, αποδοτικότητα και μακροζωία σε σύγκριση με το OLED. Επειδή χρησιμοποιεί μια χημική ουσία οργανικού άνθρακα και υδρογόνου, το OLED είναι ευαίσθητο στο οξυγόνο, υγρασία και θερμότητα. Το MicroLED, που βασίζεται στο ανόργανο νιτρίδιο του γαλλίου, δεν έχει αυτήν την ευαισθησία και προσφέρει έτσι μεγάλη διάρκεια ζωής, χαμηλότερη αλλαγή χρώματος με την ηλικία και χωρίς καύση οθόνης. Επίσης, μια αρθρωτή προσέγγιση επιτρέπει την κατασκευή οθονών διαφόρων μεγεθών και σχημάτων, συμπεριλαμβανομένων πολύ μεγάλων οθονών.

Η βασική αρχή των έγχρωμων οθονών – χρησιμοποιώντας μεγάλους αριθμούς μικροσκοπικών μεμονωμένων στοιχείων, που το καθένα αποτελείται από ένα μείγμα μόνο τριών χρωμάτων για την προσομοίωση μιας πλήρους έγχρωμης εικόνας – δεν έχει αλλάξει σε πάνω από πενήντα χρόνια. Αυτό που αλλάζει με την αυξανόμενη ταχύτητα είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της οθόνης. Οι έγχρωμες οθόνες CRT χρησιμοποιήθηκαν από το 1967 έως το 1990 όταν εμφανίστηκαν οι οθόνες LCD. Παρόλο που η Kodak είχε αρχίσει να αναπτύσσει OLED για οθόνες κάμερας το 1987, μόλις το 2004 κυκλοφόρησε η πρώτη τηλεόραση OLED. Για 23 χρόνια χρησιμοποιούνταν ευρέως η τεχνολογία CRT,μετά για 30 χρόνια και μετράει για LCD και 16 χρόνια μέχρι τώρα για το OLED. Η κάποτε υποσχόμενη τεχνολογία εμφάνισης πλάσματος βυθίστηκε χωρίς ίχνος το 2014 και κράτησε για 13 χρόνια.

Για την τηλεόραση και για οθόνες εν γένει, το πρόβλημα είναι η επίτευξη οικονομικής, γρήγορης και υψηλής απόδοσης κατασκευής. Μέχρι τώρα,ο τρόπος με τον οποίο κατασκευάζονταν οι LCD και οι OLED οθόνες ήταν ο εστιασμός στα επίπεδα που βρίσκονται τα pixels , φτιάχνοντας έτσι μια οθόνη κάποιου μεγέθους. Αυτό μπορεί να αλλάξει με τα microLED ,όπου μια οθόνη φτιάχνεται από μικρότερα τετραγωνάκια των 3600 pixels. Δηλαδή , μπορεί να κατασκευαστεί μια μεγάλη οθόνη με την …αρχαία τεχνική του puzzle.

Τι είναι τα MicroLEDs;

Όπως το OLED, η ιδέα πίσω από το MicroLED είναι τόσο απλή όσο μπορεί να γίνει μια έγχρωμη οθόνη χρώματος: κάθε pixel αποτελείται από τρία LED – κόκκινο, πράσινο και μπλε. Πολύ μεγάλες, σχετικά χαμηλής ανάλυσης οθόνες κατασκευασμένες από διακριτικά LED, που χρησιμοποιούνται συχνά σε διαφημιστικές πινακίδες, υπάρχουν εδώ και χρόνια.

Ωστόσο, υπάρχουν πολλά προβλήματα που σχετίζονται με την κατασκευή ή τη συναρμολόγηση πολύ μικρών LED (συνήθως λιγότερο από 100μm) στους πολύ μεγάλους αριθμούς που απαιτούνται – 8.294.400 pixel x 3 – για μια οθόνη τηλεόρασης 4K UHD. Όλα τα κόκκινα, πράσινα και μπλε LED απαιτούν διαφορετικές και ασυμβίβαστες δομές και κάθε χρώμα λειτουργεί σε διαφορετικές τάσεις και έχει διαφορετικές ταχύτητες αντίδρασης. Επιπλέον, το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή κόκκινων LED είναι πολύ μηχανικά εύθραυστο σε αυτές τις μικρές κλίμακες. Μία προσέγγιση για τη δομική ολοκλήρωση θα μπορούσε να είναι η κατασκευή ορατών-ανοικτών μπλε LED με προστιθέμενους κόκκινους και πράσινους φωσφόρους – με τον ίδιο τρόπο όπως οι «λευκές» λυχνίες LED με την προσθήκη ενός κίτρινου φωσφόρου σε ένα μπλε LED. Κάθε εικονοστοιχείο θα περιλαμβάνει ένα ορατό μπλε, ένα ορατό μπλε που καλύπτεται με έναν κόκκινο φωσφόρο και ένα που θα καλύπτεται με έναν πράσινο φωσφόρο. Τα προβλήματα διαφορετικής δομής και τάσης κίνησης επιλύονται, καθώς και τα τρία LED στο pixel βασίζονται σε ένα ορατό μπλε LED. Ωστόσο, με αυτήν την προσέγγιση το μπλε φως εκπέμπεται άμεσα, ενώ το κόκκινο και το πράσινο φως προέρχεται από διέγερση των φωσφόρων, επομένως η κόκκινη και πράσινη φωτεινότητα και οι χρόνοι αντίδρασης διαφέρουν από το μπλε.

Ένα άλλο πρόβλημα για το MicroLED είναι ότι όσο μικρότερο είναι το LED, τόσο λιγότερο φως εκπέμπει. Επομένως, τα LED είτε πρέπει να γίνουν πιο αποδοτικά είτε να “καίνε” παραπάνω ρεύμα (οδηγώντας σε υψηλότερη κατανάλωση ισχύος και προβλήματα ψύξης ή και τα δύο).

Πότε θα είναι διαθέσιμες οι οθόνες MicroLED;

Το απογοητευτικό πράγμα για τις νέες υποσχόμενες τεχνολογίες είναι να ότι πρέπει να περιμένουμε μέχρι να γίνουν άμεσα διαθέσιμες σε λογική τιμή. Παρόλο που είναι δύσκολο να προβλεφθεί η επίδραση που μπορεί να έχει η τρέχουσα πανδημία, δεδομένης της τρέχουσας κατάστασης , φαίνεται πιθανό ότι οι οθόνες MicroLED θα πάρουν ένα σημαντικό κομμάτι της αγοράς οθονών μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια. Η εταιρεία έρευνας αγοράς Omdia προβλέπει ισχυρή ανάπτυξη στην αγορά MicroLED, με γνώμονα τη ζήτηση από τις αγορές smartwatch και τηλεόρασης, με αποτέλεσμα την αποστολή 16,7 εκατομμυρίων οθονών MicroLED το 2027: