ما السبب في أن شاشات OLED تمتلك ألوانًا زاهية؟

تكنولوجيا البكسلات المشعة ذاتيًّا: جوهر زهاء ألوان OLED

كيف تُصدر كل بكسل فرعي أحمر وأخضر وأزرق الضوء دون الحاجة إلى إضاءة خلفية

تعمل شاشات OLED من خلال إضاءة كل بكسل فرعي صغير بالألوان الأحمر والأخضر والأزرق بشكل مستقل عند مرور التيار الكهربائي عبره. وبما أن هذه الشاشات لا تحتاج إلى إضاءة خلفية منفصلة، فإنه يمكن التحكم في سطوع ولون كل بكسل على حدة. أما شاشات LCD العادية فهي تختلف عنها لأنها تعتمد على ضوء أبيض يمر عبر بلورات سائلة ومرشحات لونية. وتتيح تقنية OLED لهذه البكسلات الفرعية أن تتوهج ذاتيًّا بفضل مواد عضوية خاصة مُعدَّة لإصدار أطوال موجية محددة من الضوء. فعلى سبيل المثال، ينبعث الضوء من البكسل الفرعي الأحمر عند طول موجي يبلغ نحو ٦٢٠ نانومترًا دون أن يختلط مع الضوء الأخضر أو الأزرق المنبعث من البكسلات المجاورة. والنتيجة هي ألوان أنقى بكثير مما هو ممكن في الشاشات التقليدية ذات الإضاءة الخلفية.

القضاء على تسرب الإضاءة الخلفية والتداخل اللوني للحصول على ألوان أنقى

لأن كل بكسل فرعي من تقنية OLED يتحكم في إنتاجه الخاص للضوء—ويمكنه أن ينطفئ تمامًا—فإن هذه التقنية تتجنب تمامًا ظاهرة تسرب الضوء الخلفي وتشويش الألوان. ويُحقَّق لون أسود حقيقي (صفر نيت) دون أي وهجٍ باقٍ، ما يُنتج نسبة تباين فعالة لا نهائية. ويضمن هذا العزل على مستوى البكسل ما يلي:

• تشبع دقيق للألوان لأن البكسلات الفرعية تنبعث منها أطوال موجية مخصصة فقط؛
• لا تلوث نهائيًا لأن الجيران غير النشطين لا يساهمون بأي ضوء مشتت.
  وبالتالي، تحقق شاشات OLED حجم ألوان يتراوح بين ١٠٠٪ و١٢٠٪ وفق معيار DCI-P3—متفوقةً بذلك على شاشات LCD، التي يقتصر نطاق ألوانها بسبب انتشار الضوء الخلفي وعدم كفاءة المرشحات.

توسيع نطاق الألوان الأصلي بفضل مواد الإشعاع المستخدمة في شاشات OLED

المواد المنبعثة الفوسفورية وذات التحلل المتأخر المُحفَّز حراريًّا (TADF) التي تحسِّن نقاء الطيف وتغطية نطاق الألوان

تضم شاشات OLED الحديثة مواد فوسفورية جنبًا إلى جنب مع ما يُسمى بمُنْبِّهات TADF لتحقيق أقصى كفاءة كمية داخلية ممكنة. ويمكن لهذه التقنيات الأحدث فعليًّا اصطياد كلٍّ من الإثارات المفردة (Singlet) والإثارات الثلاثية (Triplet)، وهو أمرٌ كان مستحيلاً تمامًا باستخدام المواد الفلورية القديمة في تلك الحقبة. وقد أصبح المصنّعون ماهرين جدًّا اليوم في مجال هندسة الجزيئات هذا. فهم يضبطون طيف الانبعاث بدقةٍ بالغة على مستوى البكسل الفرعي، مما يقلل التداخل بين قنوات الألوان الحمراء والخضراء والزرقاء إلى أدنى حدٍّ ممكن. وعندما نتحدث هنا عن الدقة الطيفية، فإن الأمر الجوهري حقًّا هو أن الشركات توقفت عن استخدام مرشحات الألوان التقليدية. وبغياب هذه المرشحات التي كانت تُضعف الأداء، يحافظ العرض على مستويات سطوعٍ أفضل مع الحفاظ على أصالة الألوان. وهذا يعني أننا نرى ألوانًا أولية أكثر حيويةً ونقاءً مباشرةً من المصدر نفسه، بدلًا من أن تتدهور عبر عمليةٍ بصريةٍ تضطر إلى إحداث تنازلات.

معايير الأداء DCI-P3 وRec. 2020 مقارنةً بشاشات LCD والشاشات المُحسَّنة بتقنية النقاط الكمية (QD)

عندما يتعلق الأمر بإعادة إنتاج الألوان، فإن لوحات OLED تتفوق على لوحات LCD بشكلٍ ساحق. فهي تحقق تلك النسبة المثالية لتغطية معيار DCI-P3 بنسبة 100%، وهو المعيار الذي تستخدمه استوديوهات الأفلام عند تصحيح ألوان الأفلام احترافيًّا. أما معظم شاشات LCD عالية الجودة فتقتصر على تغطية ما نسبته ٨٠–٩٠٪ من هذا المدى نفسه. وبالمقارنة مع معايير Rec. 2020 الخاصة بالبث عالي الدقة الفائق (Ultra HD)، فإن القصة نفسها تتكرر. إذ تغطي شاشات OLED ما نسبته ٧٠–٧٥٪ تقريبًا من هذا الطيف الأوسع، في حين تكافح شاشات LCD العادية للوصول إلى ٥٠–٦٠٪ فقط، بل وحتى أحدث النماذج المُحسَّنة بذرات كمّية (quantum dot) لا تتجاوز تغطيتها ٦٥–٧٠٪. وقد حقَّق الباحثون بعض التقدُّم في المختبرات باستخدام تقنية هجينة تجمع بين الذرات الكمّية وتقنية OLED، ووصلوا بها إلى نسبة تغطية تقارب ٩٠٪ من معيار Rec. 2020، لكن لا تزال هناك تحديات تتعلق بكفاءة الإنتاج وثبات الأداء على المدى الطويل، ما يحول دون طرح هذه الشاشات في الأسواق على المدى القريب. ومع ذلك، فإن ما يهم حقًّا هو كيفية تعامل تقنية OLED مع الألوان بغض النظر عن موقع المشاهد أو درجة سطوع الشاشة. ففي شاشات LCD، غالبًا ما يؤثر الضوء الخلفي سلبًا على دقة الألوان حسب زاوية الرؤية، وهي مشكلة لا تظهر أصلًا في تقنية OLED.

نسبة التباين اللامتناهية والأسود الحقيقي يعززان إدراك حيوية الألوان

تقترب تكنولوجيا OLED بشكل كبير من تحقيق نسبة تباين لامتناهية، وذلك لأن كل بكسلٍ فرديٍّ يُنتج ضوءه الخاص فعلاً ويمكنه أن ينطفئ تماماً، مُنتجاً بذلك اللون الأسود الحقيقي (#000000) دون أي وهجٍ على الإطلاق. ويُحلّ هذا المشكلة الشائعة في شاشات LCD والمتمثِّلة في تسرب الضوء الخلفي، حيث يجعل الضوء المتبقي المناطق الداكنة تبدو باهتة، وتتلاشى الألوان المحيطة بها. وبغياب ذلك الضوء الزائد الذي يُفسد الصورة، تظهر الألوان بوضوحٍ أكبر: فتصبح الدرجات الحمراء أغنى، وتكتسب الدرجات الزرقاء كثافةً أعلى، وتبرز الدرجات الخضراء بشكلٍ أكثر طبيعية. وأظهرت بعض الاختبارات أن درجة تشبع الألوان يمكن أن تزداد بنسبة تصل إلى ٤٠٪ تقريباً دون الحاجة إلى أي حيل برمجية لتحقيق ذلك. ولهذا السبب لا يزال المحترفون الذين يولون اهتماماً بالغاً بدقة تمثيل الألوان يعتمدون شاشات OLED كخيارهم الأول، متفوِّقين حتى على تلك الشاشات المتطوِّرة المزودة بنقاط كمومية في معظم البيئات المخبرية.