Поделиться
В России созданы суперпродвинутые экраны для смартфонов и планшетов. Они в разы ярче, экономичнее и дешевле OLED
Российские ученые предложили более современную альтернативу OLED-панелям – экраны на основе минерала перовскита и прочной кремниевой подложки. Они втрое ярче и эффективнее OLED-панелей, а использование простых и распространенных материалов снижает их себестоимость. Первый прототип готов, разработка продолжается – сейчас специалисты заняты увеличением срока службы перовскитных светодиолдов, который пока составляет лишь несколько месяцев.
Российский ответ OLED
В России завершилась разработка технологии производства экранов для мобильных устройств, обладающих повышенной яркостью, за счет чего повышается их читаемость при ярком естественном освещении. При этом они еще и более энергоэффективные в сравнении с зарубежными OLED-панелями (на базе органических светодиодов), что позволяет гаджету, оборудованному таким дисплеем, медленнее расходовать заряд батареи.
Над технологией производства дисплеев работали эксперты Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ), университета ИТМО и Алферовского университета. Их разработка, как пишут «Известия», предлагает к использованию неорганические материалы, в том числе перовскит – минерал, титанат кальция. Он был обнаружен в 1839 г. в Уральских горах и назван в честь русского минералолога и экс-министра внутренних дел Российской империи Льва Перовского, Как пишет издание – это недорогой и простой в производстве кристаллический материал.
Современные OLED-панели имеют два основных преимущества перед обычными ЖК-дисплеями – они ярче и экономичнее, чем они. По части яркости российские экраны на основе перовскита опережают и сами OLED более чем в три раза. За счет этого более чем втрое уменьшается и расход заряда экраном, главным потребителем энергии в любом мобильном устройстве – там, где ползунок яркости на OLED-панелях выкручен на максимум, в российских дисплеях он будет установлен на лишь на треть.
Прототип готов
На момент выхода материала на руках у разработчиков технологии был один экземпляр устройства. Это первый экспериментальный прототип – сроки коммерциализации разработки они не называют.
Впрочем, скорому появлению новых дисплеев в устройствах может способствовать два фактора. Первый – это продолжающийся курс России на импортозамещение, второй – доступность использующихся в производстве материалов. Помимо перовскита, который сам по себе недорогой, в экранах применяется широко распространенный в современной микроэлектронике классический кремний.
Кремний в экранах предлагается использовать в качестве подложки, на которую в дальнейшем будет наноситься слой перовскита. А поскольку оба материала легкодоступны и недороги, запуск производства, как пишет издание, не повлечет за собой крупных затрат.
Дешевле и эффективнее
Эффективность работы своего нового дисплея разработчики описали очень подробно. Эта величина определяется объемом электроэнергии, которую нужно подать на светодиод, чтобы тот преобразовал его в световой сигнал. Это называется «квантовый выход».
В современных OLED-экранах эффективность не превышает 25%, сообщил изданию директор Высшей инженерно-физической школы СПбПУ Иван Мухин. По его словам, в новом российском дисплее на базе перовскита эффективность запросто превысит 90%.
Секрет отечественных экранов – именно в сочетании используемых материалов, в особенности в ставке на кремний. Здесь подложка из него выполняет три функции – задает общую прочность конструкции и является управляющим электродом, по которому ток подается в светопроводящий слой из перовскита.
Третья функция подложки – эффективный отвод тепла от слоя с перовскитом. Другими словами, она служит массивным радиатором охлаждения. «Подложка служит очень хорошим теплоотводчиком, поэтому наше устройство не перегревается, что увеличивает его срок службы по сравнению с аналогами», – заявил изданию профессор ИТМО Сергей Макаров.
И фильм показать, и смартфон зарядить
Снизить себестоимость экранов ученым удалось за счет отказа от использования редкого и дорогого оксида индия олова – редкого материала, используемого в современной электронике. Ввиду его дефицитности цены на него со временем будут быстро расти. Чем именно разработчики заменили его, неизвестно.
Зато известно, что российские экраны могут демонстрировать более чистые оттенки цветов, и что использование перовскита делает такие панели универсальными. Этот материал универсален – он может превращать электричество в свет и свет в электричество. Это означает, что такие дисплеи можно применять и в качестве светодиодных панелей. Есть ли возможность реализовать обе эти опции в одном экране, чтобы, например, мог заряжаться самостоятельно, находясь на солнце, разработчики не сообщили.
Подождать все же придется
Использование экранов на перовскитах в смартфонах и прочей электронике на начало мая 2023 г. не представлялась возможным. По словам инженера лаборатории перспективной солнечной энергетики МИСИС Павла Гостищева, такие дисплеи пока не способны работать столь же долго, сколько OLED или обычные ЖК-матриц.
Он сообщил изданию, что перовскиты как источники света могут работать больше года, хотя в 2009 г. время их работы измерялось не в месяцах, а лишь в часах. Но в разрезе пользования современными гаджетами и одного года мало.
Павел Гостищев подчеркнул, что первые OLED-светодиоды, появившиеся в конце XX века, горели лишь несколько секунд. Но технология стремительно развивалась, и теперь она вполне пригодна к использованию в технике. Гостищев уверен, что в скором будущем перовскитные светодиоды научатся работать дольше органических.
Короткая ссылка
