OLED-экраны построены на стеклянной основе, на которой между проводниками размещены органические плёнки. Каждый пиксель полноцветной матрицы состоит из трёх ячеек, светящихся красным, синим и зелёным цветами. Существует две основные разновидности таких дисплеев: пассивные (PMOLED) и активные (AMOLED), отличающиеся способом управления ячейками.
В активной матрице AMOLED каждый пиксель состоит не только из органического светодиода, но и из включённого последовательно с ним тонкоплёночного транзистора TFT, который и служит для управления свечением. Подаваемый на пиксели сигнал коммутируется транзистором, который способен плавно и быстро передавать его на управляемую ячейку. В настоящее время цветные AMOLED-экраны применяются преимущественно в смартфонах и коммуникаторах, а также в планшетных компьютерах и цифровых фотоаппаратах.
Среди достоинств OLED-дисплеев перед жидкокристаллическими обычно называют значительно меньшее энергопотребление, более высокие яркость и контрастность, мгновенное быстродействие, максимально широкие углы обзора (на прозрачные TOLED-экраны можно смотреть не только под любым углом, но и с любой стороны), меньшие габариты и вес и широкий диапазон рабочих температур, что позволяет использовать такие экраны в устройствах, рассчитанных на эксплуатацию как при низких (до -40°C), так и при повышенных (до +70°C) температурах по сравнению с комнатной.
Иными словами, время службы полноцветного экрана составляет всего два-три года, из-за чего теряется экономический смысл создания больших дисплеев на базе AMOLED. Этим же, к слову, и объясняется и отсутствие крупносерийной технологии производства таких матриц с большой диагональю.
Для небольших экранов смартфонов это ограничение не играет существенной роли, поскольку сам аппарат морально устаревает или выходит из строя быстрее, чем прекратят светиться пиксели его матрицы.
Впрочем, работы по созданию более долговечных флюоресцентных материалов ведутся давно, в частности, компанией Universal Display Corporation, специализирующейся на OLED-технологии и сотрудничающей с такими грандами мировой промышленности, как LG Display, Samsung SMD, Seiko Epson, Sony и Toyota Industries. Об успехах UDC в области разработки люминофоров наглядно свидетельствует создание технологии PHOLED — электрофосфоресцентных светодиодов, которые благодаря КПД, приближающемуся к 100%, могут использоваться в осветительных приборах и уличных экранах. Для сравнения, КПД традиционных электрофлюоресцентных OLED составляет порядка 25-30%.
Однако главная проблема OLED-экранов — необходимость обеспечения герметичности органического активного слоя, который при контакте с кислородом и влагой начинает разлагаться — окисляться, менять оттенки свечения, разбухать. Для защиты органики используются не слишком гибкие многослойные плёнки, устанавливаемые на твёрдую стеклянную подложку.
Неудивительно, что основной проблемой, которую надо было решить создателям FOLED-экранов, стал поиск и разработка материалов для плёнок, способных одновременно сохранять герметичность и сгибаться на значительные углы без ущерба для работоспособности. При этом важно было учесть и сложный температурный режим в герметичном устройстве, усугубляемый внешними напряжениями. К тому же перегиб слоёв органических плёнок и проводников также способен приводить к разрушению самой структуры экрана, поэтому надо было миниминизировать подобную вероятность. Наконец, необходимо было подобрать материал для гибкой подложки, которая должна заменить твёрдую стеклянную.
Стоили ли такие усилия полученного результата? Безусловно. Гибкие FOLED-экраны могут быть нанесены на любую основу, в том числе прозрачную и отражающую, и практически любой формы — от кружки до автомобильного стекла. Гибкость и ударопрочность в сочетании с широчайшим рабочим диапазоном температур органических светодиодов означает, что такие экраны можно будет встраивать в самые неожиданные предметы: в одежду и обувь, тенты и палатки, сумки и рюкзаки, спортивное снаряжение и инвентарь, в том числе предназначенные для использования в экстремальных условиях — от Северного Полюса до Сахары.
