Смотреть что такое "OLED" в других словарях. Технология OLED

OLED (organic light emitting diode) - полупроводниковый прибор на основе органических кристаллов, которые излучают свет при пропускании через них электрического тока.

OLED представляют собой тончайшую слоистую органическую структуру на основе углерода.

Эмиссионный слой, находящийся между катодом, который отдает электроны в эмиссионный слой, и анодом, который забирает из него электроны. Эмиссионный слой заряжается отрицательно, проводящий - положительно. Электростатические силы заставляют электроны двигаться навстречу дыркам. При столкновении (происходит вблизи эмиссионного слоя) начинается процесс рекомбинации с эмиссией фотонов (излучением).

Органические светодиоды, подобно неорганическим, излучают волны видимого спектра. В приборах, работающих на OLED технологии, используются множество таких слоев.

Сколько можно заработать на сдачу светодиодного экрана в аренду? Узнайте об этом, прочитав .

Стоимость OLED дисплея

Самыми лучшими производителями OLED дисплеев на сегодняшний день являются LG, Samsung, Sony.

Стоимость качественных дисплеев на органических светодиодах составляет от 165 000 руб/кв.м.

This entry was posted in . Bookmark the .

При создании новых моделей телевизоров, производители стараются использовать наиболее новые и современные технологии. Не так давно мир увидели и OLED модели телевизоров, которые отличаются от ips и других технологий высокой производительностью и некоторыми другими характеристиками. Это связано с тем, что таким панелям не нужны световые фильтры или дополнительная подсветка. Также данная особенность позволяет таким ТВ быть более тонкими и простыми в изготовлении, чем модели с ips технологией. Но давайте сначала разберемся, что, в целом, представляет собой OLED дисплей и как он устроен.

OLED телевизор представляет собой телевизор, матрица которого в основном состоит из органических светодиодов, созданных на основе углерода. Такие экраны зачастую устанавливают в плеерах, телефонах и других гаджетах. Представить такое сочетание обычному человеку непросто, но работает это так: электрические импульсы проходят через органические светодиоды, заставляя их светиться. Цвет, которым будет светиться каждый из этих диодов, зависит от цвета люминофора, которым он покрыт. Как и принято, это красный, синий или зеленый люминофор, сочетание которых позволяет получать огромное количество других цветов и оттенков. У OLED TV самое минимальное среди всех телевизоров время отклика, широкий угол обзора и отличная передача света. Такие экраны обладают большим количеством преимуществ, но и имеют свои недостатки. Обсудим все это по порядку.

Как это все работает с технической стороны

Для того чтобы создать органические светодиоды используют тонкопленочные структуры, обладающие большим количеством слоев, которые изготовлены из полимеров. Когда на положительно заряженный анод поступает ток, электролиты в приборе текут по направлению от отрицательно заряженного катода к аноду. При этом катод отдает в эмиссионный слой электроды, а анод их забирает из проводящего слоя. Таким образом, проводящий слой становится заряженным положительно, а эмиссионный слой отрицательно.

Под действием напряжения отрицательные и положительные частицы начинают двигаться друг другу навстречу и в определенные момент рекомбинируют. При этом отрицательные частицы в таких технологиях двигаются намного быстрей, и процесс рекомбинации происходит возле эмиссионного слоя. Во время этого процесса энергия электрона понижается и выделяется в области видимого света электромагнитное излучение. Если анод заряжен отрицательно, то display работать не будет, так как электроны будут двигаться в другом направлении и рекомбинация не произойдет.

Анод зачастую изготавливают из оксида индия, который легируется оловом. Такой анод обладает высокой работой выхода, способствующей инжекции в полимерный слой так называемых дырок. Кроме того, для видимого света он является прозрачным. Катод зачастую изготавливается из кальция или алюминия, так как у этих металлов низкая работа выхода.

Как изготавливают OLED телевизоры

Олед ТВ изготавливаются в несколько этапов:

• Выбор подложки;
• Подготовка подложки перед нанесением на нее органических светодиодов и других материалов;
• Изготавливается плата управления такими излучающими источниками, как сама система управления, так и цепи коммутации.
• Нанесение рисунка структуры определенных элементов и органического слоя.
• Заготовка герметизируется, чтоб в нее не попадала пыль, влага и воздух.

Органические слоя, как и шаблоны на них, можно наносить при помощи нескольких вариантов. На сегодняшний день все OLED телевизоры изготавливают при помощи теневой маски FMM, которая расшифровывается, как Fine Metal Mask. При ее помощи на органическое вещество можно нанести шаблон. После этого в вакуумной камере при помощи испарения удаляются те области материала OLED, которые не закрыты шаблоном. Это самый простой способ, однако он недостаточно эффективен, особенно при изготовлении таких панелей большого размера.

Есть и другие способы нанесения, такие как струйная печать либо лазерный отжиг. Такие способы нанесения органических материалов более эффективны и благодаря им, создавать панели OLED намного проще.

Материалы для OLED телевизоров и их классификация

На сегодняшний день существует несколько материалов для создания панелей OLED. В основном они делятся на два вида:

• Состоящие из больших молекул (Р-OLED) – такие материалы наносятся при помощи струйной печати, либо при помощи центрифугирования. Р-OLED обладает огромными технологическими возможностями и потенциалом.
• Низкомолекулярные (OLED) – такой материал помогает сделать OLED дисплеи намного лучше, благодаря технологии выпаривания. На сегодняшний день ученые разрабатывают другие способы нанесения органического материала.

Однако существует и другая классификация, при которой используемые материалы делятся на:

• Фосфоресцирующие материалы связывают с будущим осветительных панелей. Также с их помощью можно будет создать OLED дисплей крупного размера, однако пока что такие материалы служат не так долго, как хотелось бы.
• Флуоресцентные материалы прослужат дольше, но при этом они не такие эффективные, как фосфоресцирующие.

OLED телевизоры Samsung совмещают два этих материала. Так в OLED TV используют флуоресцентные световые источники зеленых и синих цветов, а для красных используют фосфоресцирующие.

OLED дисплеи и их виды

Мониторы данного типа делятся на несколько видов, в зависимости от способов управления и других особенностей. Особенно можно выделить такие типы экранов, как:

• PMOLED мониторы обладают контроллерами развертки рисунков на столбцы и строки. Это значит, что пиксель, который должен светиться высчитывается по строке и столбцу. Для того чтобы светился весь экран, следует с большой скоростью высчитывать местонахождение каждого пикселя. OLED дисплеи в основном используют в фотоаппаратах LG и другой небольшой аппаратуре.
• , по сравнению с ips, обладает возможностью прямого управления каждым отдельным пикселем, что ускоряет воспроизведение. Диагональ таких экранов может доходить до 40 дюймов, однако их стоимость при этом намного выше, чем у ips экранов.
• TOLED – технология, при которой можно создавать прозрачные экраны и достигать наивысшего уровня контраста. При этом свет может излучать вверх, вниз или в обе стороны. OLED дисплей имеет только 70% процентов прозрачности, а это позволяет использовать его на витрине в магазине, в шлеме виртуальной реальности и т.д. Также его можно соединят со многими непрозрачными материалами, служащими в качестве подложки. По такой технологии можно создавать устройства, обладающие большим количеством слоев или же гибридные, например двунаправленные, матрицы.
• FOLED. Одна из основных особенностей данной технологии – возможность создания гибких дисплеев при помощи нанесения органических светодиодов на гибкую пластину из пластика или металла. Оled технология обладает особой тонкостью, небольшим весом дисплея, гибкостью, прочностью и долговечностью.
• SOLED позволяет создавать сложенные OLED устройства. При такой технологии диоды красного цвета располагаются последовательно. При этом есть возможность управления каждым элементом, а также регулировать цвет каждого из пикселей, при помощи изменения напряжения.

Преимущества технологии OLED

Такая технология, используемая для того, чтоб создать OLED дисплей или ТВ, обладает целым рядом преимуществ:

• Энергоэффективность. Такие ТВ от LG потребляют довольно небольшое количество энергии, что достигается благодаря тому, что монитор не нуждается в дополнительной подсветке. Это происходит благодаря тому, что каждый светодиод не только образует определенный цвет, но и излучает свет.
• Стильный внешний вид. В связи с тем, что не нужно дополнительно устанавливать подсветку, уменьшается и толщина экрана, а это значит, что и вес техники уменьшится. Кроме того, благодаря возможности размещения светодиодов на подложке из эластичного полимера, можно создавать изогнутые, прозрачные или гибкие OLED дисплеи.
• Яркость и контрастность. Такие ТВ обладают яркостью, которая может достигать 100 000 кд/м2. Для телевизоров, обладающих другой технологией, например, ips, такой уровень является просто недостижимым. Контрастность в таких ТВ тоже лучше. При помощи OLED можно достичь показателя 10 миллионов к 1 и это еще не предел.
• Огромный угол обзора, то есть у вас есть возможность смотреть телевизор с любого ракурса без искажения картинки.
• Максимальная скорость отклика до 0,002 мс. С такой скоростью не сравниться ни один другой телевизор, в том числе обладающий технологией ips. Благодаря такой скорости картинка более реалистична.

OLED дисплей и его недостатки

Несмотря на положительные моменты, у таких телевизоров есть и свои недостатки, хотя их не так уж и много.

• Маленький срок службы диодов некоторых цветов. Для ТВ используют диоды соответствующие RGB цветам, которые являются основополагающим. В OLED панелях проблема заключается в том, что синие диоды умирает раньше остальных. В среднем, органические светодиоды данного цвета живут не более 3-х лет.
• Высокая цена подобных экранов. Это обусловлено большим количеством брака, а также довольно дорогостоящими процедурами, связанными с контролем качества. Из-за всего этого сложно производить мониторы с дисплеями большого или среднего размера. Однако и среди дисплеев маленького размера немало брака. До сих пор у некоторых фирм OLED дисплеи обладают большим количеством оттенков зеленого цвета.

OLED телевизоры и LED. Какая между ними разница?

Качества	LED	OLED
Цветовое пространство	Обладают высоким показателем цветопередачи, как и ips.	Передают большее количество оттенков, которые различимы человеческому глазу.
Уровень черного	Глубина черного цвета лучше чем у других технологий, но благодаря подсветке сложно добиться максимальной глубины.	Максимальная глубина черного цвета достигается в результате того, что на определенные диоды электричество абсолютно не поступает.
Яркость	Благодаря дополнительной подсветке такой монитор более яркий.	Из-за постоянного включения и выключения диодов, яркость изображения уменьшается.
Угол обзора	Угол обзора по горизонтали составляет 180 градусов, а по вертикали нередко оказывается не таким большим, что приводит к искажениям.	Угол обзора со всех сторон составляет 180 градусов, благодаря чему картинка не искажается в плоских телевизорах. С изогнутыми моделями дело обстоит немного хуже.
Быстрота отклика	Обладают высокой скоростью отклика, как и ips.	Передают изображение со скоростью отклика, достигающего 0,002 мс, что делает движения максимально четкими.
Размеры экрана	Лед телевизоры имеют большой модельный ряд техники с большой диагональю.	Модели с большой диагональю практически не выпускаются из-за большого процента брака.
Габариты и мощность	Обладают небольшими габаритами, но значительно уступают телевизорам OLED.	Из-за отсутствия дополнительной подсветки такая техника наиболее тонкая, легкая и энергоэффективная.
Долговечность	Диоды в таких ТВ наиболее долговечны.	Из-за проблем с синим диодом, который живет 2-3 года, LG и другие компании пытаются найти выход из ситуации различными способами. Что это даст в итоге пока что неизвестно.
Стоимость	Такой телевизор обойдется вам в два раза дешевле, чем OLED телевизор.	Телевизор с такой же диагональю, что и лед или ips от компании LG будет стоить намного дороже, из-за особенностей производства.

Настоящее и будущее телевизоров OLED

На сегодняшний день OLED дисплей используют в основном в различных мобильных устройствах. Однако, такая технология популярна и в ТВ. Особенно активно ее использует компания LG. При этом многие из таких телевизоров сделаны уже по современным технологиям, то есть органические светодиоды созданы на основе квантовых точек, которые лучше и в своем производстве обходятся намного дешевле.

Не так давно компания LG выпустила Ultra HD, обладающим диагональю в 77 дюймов и функцией 3D Smart TV. При этом такой телевизор может принимать и воспроизводить видео и другие мультимедийные файлы с любого вида носителей. Кроме того, новые телевизоры от компании LG обладают отличной акустической системой и всеми вышеописанными преимуществами OLED технологий. Однако, стоит сказать, что цена на новые OLED телевизоры от LG, довольно большая, что и является основным недостатком.

Также данной компанией был выпущен и еще один OLED телевизор с изогнутым экраном, обладающий такими же характеристиками. Отличается он обновленной операционной системой и новой технологией WRGB, которая отличается наличием дополнительного субпикселя белого цвета, чего не встретишь в ТВ с технологией ips. Такая технология обещает обеспечить наиболее реалистичное, четкое и плавное изображение. Кроме того, телевизор от компании LG обладает большим количеством различных настроек и интерфейсов. Данной модели всего лишь 4,3 мм.

В будущем компания LG обещает выпускать OLED дисплеи еще большего размера, а также развивать технологию цветопередачи и постараться увеличить срок службы органических светодиодов. Также довольно перспективными сферами развития являются прозрачные OLED дисплеи, которые можно будет встраивать в стекла автомобилей и окна, сворачиваемые экраны, а также осветительные приборы, основанные на технологии OLED. Кстати, стоит заметить, что кое-что из этого уже начали постепенно применять.

Добро пожаловать на темную сторону.

Экраны OLED - бесспорно одна из важнейших революций со времен появления LCD экрана. OLED экранам не нужна подсветка, они идеально отображают черный цвет, показывают яркие цвета и обладают малым временем отклика.

Технология не нова: экраны OLED состоят из излучающих свет органических диодов и уже несколько лет используются в смартфонах, планшетах и телевизорах. Исключением были ноутбуки, прежде всего из-за стоимости такого экрана.

Все меняется, и несколько производителей – Lenovo, Alienware и HP анонсировали OLED ноутбуки на 2016 год. Нашим первым кандидатом на тестирование стал ноутбук Lenovo ThinkPad X1 Yoga. Ноутбук поставляется с IPS экраном, который может быть заменен на OLED (того же разрешения QQHD 2560 x 1440 пикселей) за $330. Мы решили выяснить оправдана ли замена, и что предлагает новая конфигурация.

Почему OLED?

Прежде чем вдаваться в детали, давайте поговорим об OLED технологии в целом. В то время, как обычные LCD экраны фактически являются фильтрами, которые пропускают через себя свет подсветки и регулируют интенсивность и цвет, OLED пиксели сами являются источниками света. У такого подхода есть несколько преимуществ:

• Черные области экрана не светятся
• Чем темнее становится экран, тем меньше энергии он потребляет
• Углы обзора безупречны
• Очень широкая цветовая палитра
• Короткое время отклика
• Отсутствие подсветки делает экраны намного тоньше

У этой технологии есть и недостатки, мы нашли четыре из них:

• Максимальная яркость ограничена
• Высокая стоимость производства
• Возможны случаи выгорания пикселей экрана
• Данные экраны не долговечны

В этой статье мы постараемся выяснить, каким образом экраны OLED в ноутбуках подвержены данным недостаткам.

Яркость и ее распределение

Как мы упомянули ранее, подсветка LCD экрана всегда горит с постоянной яркостью (технологии затемнения в телевизорах это исключение). Зона с белым цветом всегда абсолютно яркая и не важно, вся ли это картинка или только маленькая область экрана.

OLED дисплеи отличаются: для получения белого экрана все пиксели должны светиться максимально ярко белым светом, при этом очень сильно увеличивается энергопотребление. Чтобы увеличить срок службы экрана и снизить его энергопотребление, производители ограничивают яркость таких экранов.

ThinkPad X1 Yoga ведет себя в похожей манере: в то время, как IPS матрица (LG LP140QH1) обладает постоянной яркостью в 250 кд/м2, OLED версия экрана (Samsung ATNA40JU01) меняет яркость от 198 до 305 кд/м2. Пиковую яркость мы зафиксировали, измерив яркость одного белого пикселя, который находился на черном фоне. С большей белой областью экран показал другие результаты. Во время работы в Word или веб-серфинга яркость изменялась от 240 до 260 кд/м2. Стандартный тест в программе i1Profiler (40% белого) показал фиксированную яркость в 277 кд/м2.

Мы можем рассеять все опасения, экран меняет яркость настолько быстро и плавно, что это остается незаметным для человеческого глаза.

OLED Display

286 cd/m² 293 cd/m² 281 cd/m² 277 cd/m² 279 cd/m² 275 cd/m² 266 cd/m² 271 cd/m² 269 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 293 cd/m² Average: 277.4 cd/m² Minimum: 7 cd/m²
Brightness Distribution: 91 %
Center on Battery: 279 cd/m²
Contrast: ∞:1 (Black: 0 cd/m²)
ΔE Color 5.15 | - Ø
ΔE Greyscale 5.44 | - Ø
100% sRGB (Argyll) 98% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.28

IPS Display

256 cd/m² 270 cd/m² 260 cd/m² 237 cd/m² 269 cd/m² 247 cd/m² 221 cd/m² 232 cd/m² 227 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 270 cd/m² Average: 246.6 cd/m² Minimum: 2 cd/m²
Brightness Distribution: 82 %
Center on Battery: 268 cd/m²
Contrast: 791:1 (Black: 0.34 cd/m²)
ΔE Color 4.73 | - Ø
ΔE Greyscale 5.3 | - Ø
90.38% sRGB (Argyll) 58.86% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.42

PWM и время отклика

Для того, чтобы пиксели в экране OLED никогда не достигали своего теоретического максимума яркости, ими нужно управлять через PWM. Управление происходит при частоте 240 Гц. Субъективно, мы не заметили никаких мерцаний на экране. У некоторых чувствительных людей возникают головные боли при работе за ноутбуками со стандартными LCD дисплеями, которые тоже используют PWM.

Мерцание экрана / PWM (широтно-импульсная модуляция)

Чтобы затемнить экран, некоторые ноутбуки циклически включают и выключают подсветку – это и есть метод, который называется PWM (широтно-импульсная модуляция). Частота «мерцания» в идеальном случае должна быть незаметна для человеческого глаза. Как мы уже сказали ранее, если частота слишком низкая, то у некоторых пользователей может заболеть голова.

Экран мерцает с частотой 240 Гц. Мерцание было зафиксировано и при 100% яркости. Это неправильно, при максимальной яркости мерцание должно пропадать.

Частота в 240 Гц слишком низкая, чтобы чувствительный пользователь ее не заметил.

Для сравнения: 56% протестированных нами устройств вовсе не использовали PWM, а те, которые делали этого, использовали частоту в 500 Гц.

Время отклика OLED панели находится в пределах нескольких микросекунд, поэтому она намного быстрее LCD. По этой причине ThinkPad X1 Yoga мог бы быть отличным игровым ноутбуком, но для этого явно недостаточно встроенной графики HD Graphics 520. Среди всех производителей, только Dell Alienware 13 R2 заявил о выпуске игрового ноутбука с экраном OLED.

Поскольку отклик черного/белого/серого цветов OLED панели слишком короткий, наши инструменты не смогли его зафиксировать.

Время отклика дисплея

Время отклика экрана показывает насколько быстро экран способен сменять один цвет на другой. Плохое время отклика может привести к эффекту размытия движущихся объектов. Особое внимание данному параметру уделяют игроки в 3D шутеры.

Экран показывает феноменально быстрое время отклика в наших тестах. Для сравнения, все протестированные нами устройства показывали время отклика от 0.9 до 172 мс.

Контраст и углы обзора

IPS панели последних поколений способны светиться на уровне одного к нескольким тысячам от максимальной яркости. Обладая яркостью в 300 кд/м2, панель покажет черный цвет с яркостью в 0.3 кд/м2. Производители OLED дисплеев заявляют контраст 20000:1, что означает яркость черного цвета в 0.00015 кд/м2 – слишком маленький показатель, чтобы его заметить и подтвердить глазами.

Попользовавшись OLED экраном какое-то время, можно с точностью сказать, что он показывает намного более насыщенные цвета, чем панель IPS. В темном помещении разница становится огромной и ее невозможно не заметить. IPS экраны показывают черный цвет как слабонасыщенный серый цвет, а OLED показывают настоящий черный цвет. При просмотре фильмов, особенно таких как Стар Трэк, Интерстэллар или Гравитация, появляется ощущение, что фильм смотрится намного лучше на 14-дюймовом экране ноутбука, чем на телевизоре, в несколько раз большем по диагонали.

При оценке углов обзора становится очевидным еще одно преимущество технологии OLED. В целом, IPS панели имеют хорошие углы обзора и стабильную цветопередачу при взгляде со стороны, но при этом непременно теряется яркость и контраст. Картинка на OLED экранах выглядит одинаково при любом угле обзора. При взгляде с 45 градусов OLED экран в два раза ярче, чем IPS экран.

Отображение цветов

Очень редко можно увидеть такие насыщенные цвета, палитра превосходит стандарт AdobeRGB.

Высокая цветовая насыщенность может быть важной при рассмотрении цветового пространства sRGB. Lenovo поставляет несколько цветовых профилей, которые могут быть выбраны на рабочем столе. В дополнение к режиму “Native”, имеются режимы “Standard” (цветовое пространство sRGB) и “PhotoPro” (эквивалент палитре AdobeRGB). Цветовая температура немного низкая, показатель среднего отклонения Delta-E равен 3.1 (ColorChecker sRGB) и 3.8 (ColorChecker AbobeRGB).

К сожалению, нам не удалось улучшить результат с помощью калибровки экрана. Все профили, которые мы создали в процессе настройки, оказались хуже предложенных Lenovo.

OLED display (profile "Standard", vs. sRGB)

OLED display (profile "Photo Pro", vs. AdobeRGB)

Чтобы определить энергопотребление и эффективность обоих экранов, мы брали разницу между общим потреблением ноутбука и его потреблением с выключенным экраном. Панель IPS показала практически линейную корреляцию между потребляемой мощностью и яркостью. При 2 кд/м2 мы определили потребление в 1.5 Вт, при 150 кд/м2 потребление составило 3.9 Вт и при 240 кд/м2 около 5.2 Вт. При тестировании OLED дисплея мы получили немного большее минимальное потребление в 1.9 Вт. При минимальном количестве белых точек и повышении яркости до 300 кд/м2 потребление практически не менялось. Полностью белый фон при 198 кд/м2 привел к потреблению в целых 8.7 Вт. Во время пользования интернетом или при работе с текстом около 50 -70% экрана остаются белыми. Это важно учитывать, потому что в таком режиме OLED экран будет потреблять намного больше, чем IPS и сильно сократит время автономной работы ноутбука. При просмотре фильмов OLED экран будет эффективнее или не хуже, чем IPS экран. Выгорание и возраст Статические элементы, например панель задач, очень часто встречаются в операционной системе Windows, поэтому выгорание может иметь место. Во время написания статьи мы не столкнулись с этой проблемой. Остается надеяться, что экран будет таким же ярким и качественным через несколько лет использования. Еще одна потенциальная проблема для экранов OLED это старение пикселей, которое происходит для каждого из базовых цветов (красный, синий и зеленый). Samsung и другие производители стараются предотвратить данную проблему изменением размеров субпикселей. Обычно синие субпиксели самый крупные, это можно увидеть на фотографии с микроскопа. Что нельзя обойти, так это постепенное снижение яркости экрана. OLED дисплей теряет порядка 30-50% яркости после 20000 часов работы. Для нашего ноутбука, который использовался по 8 часов в день, срок службы экрана составит 7 лет. Вердикт Экраны для ноутбуков, сделанные по технологии OLED, это сильный скачок в сторону качества изображения. OLED дисплей окажется лучше, насыщеннее и контрастнее любой TN или IPS матрицы. У него отличный черный цвет и богатая цветовая палитра. В данный момент этот экран показывает лучшее качество на рынке. Преимущества OLED дисплея на этом не заканчиваются: у матрицы очень быстрое время отклика и технология еще найдет себя в игровой индустрии и профессиональных мониторах для работы с графикой. Что касается стоимости данных экранов, то еще несколько лет она будет неоправданно высокой. Как только стоимость экрана достигнет $110, выпуск LCD экранов станет более невыгодным.

Электронные устройства с дисплеями стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, требуя к себе всё больше и больше внимания. К экранам мониторов и телевизоров, планшетных ПК и смартфонов, фото- и видеокамер ежедневно прикован взгляд миллионов людей. Кто-то работает, кто-то развлекается, но все желают видеть качественное изображение на дисплее.

На протяжении последних лет лидерство в производстве матриц удерживает LCD технология с LED подсветкой. Однако ей не перестаёт «наступать на пятки» OLED технология, основанная на способности органических светодиодов излучать свет. Что же такое OLED дисплеи и что мешает им на равных конкурировать с ЖК экранами?

Принцип работы и технология изготовления

Organic light-emitting diode или сокращенно OLED представляет собой полупроводниковый прибор, созданный на основе органических соединений, которые при пропускании электрического тока излучают видимый свет. В единичном экземпляре органический светодиод не представляет практического интереса. Поэтому их объединяют в матрицы для создания устройств отображения информации.

Технология OLED – это процесс создания тонкоплёночной структуры, на которую нанесено несколько слоёв полимеров, имеющих различную проводимость. На рисунке в вертикальном разрезе показана OLED структура в двухслойной интерпретации. Здесь два полимерных слоя находятся между электродами (анодом и катодом), на которые подают напряжение соответствующей полярности. При этом верхний (эмиссионный) слой наполняется электронами, испускаемыми катодом, которые устремляются к границе с нижним (проводящим) слоем. Одновременно с этим проводящий слой получает положительный заряд от анода, направляя дырки к границе с верхним слоем. Граница двух полимеров напоминает p-n-переход обычного полупроводника, где происходит процесс рекомбинации. Но в данном случае заряженные частицы рекомбинируют в эмиссионном слое, что достигается за счет большей скорости дырок в органических структурах. Так же как и в обычных светодиодах, потеря энергии электроном сопровождается эмиссией фотонов в видимом волновом спектре. По этой причине верхний слой назван эмиссионным.

Органический светодиод излучает свет только при соблюдении полярности питающего напряжения. Если к электродам приложить обратное напряжение, то электроны и дырки рекомбинировать не будут. Материалом для анода, как правило, служит плёнка из прозрачного оксида индия, а для катода – из алюминия или кальция.

Основные направления

Независимое проведение исследований по созданию OLED матриц среди учёных разных стран способствовало появлению светодиодных дисплеев, отличающихся по типу и назначению. Каждая из технологий имеет свои практические преимущества и, следовательно, перспективу развития.

TOLED (Transparent OLED) – позиционируется как прозрачное органическое светоизлучающее устройство. Технологически можно задать любое направление излучения, включая двустороннее. TOLED отличаются высококонтрастным изображением и прозрачностью плёнки в выключенном состоянии, что значительно расширяет область их применения.
FOLED (Flexible OLED) – реализуется за счёт фиксации органической плёнки между гибкими электродами. В качестве электродов может выступать как тончайшая алюминиевая фольга, так и прозрачная плёнка, позаимствованная у TOLED. Таким образом, можно создавать гибкие прозрачные экраны с широкими возможностями, размещая их на лобовом стекле авто и в самолётах. Уже сейчас в продаже есть телевизоры с выгнутым OLED дисплеем.
SOLED (Stacked OLED) – представляет собой структуру вертикально сложенных органических светодиодов. Каждый подпиксель (синий, красный, зелёный) расположен друг над другом, что позволяет в несколько раз повысить разрешающую способность экрана. Неоспоримая особенность SOLED – это коэффициент заполнения цвета, равный 100%. Это означает, что при задании на экране красного цвета все пиксели будут светиться только красным. Включение аналогичного режима в дисплеях с горизонтальной структурой приведёт к отключению синего и зелёного пикселей. В результате появятся так называемые пробелы, которые станут заметны на экранах с большой диагональю.

Очевидно, что последующее развитие OLED технологий состоит в совокупной реализации указанных методик и выпуске гибких прозрачных дисплеев высокой контрастности.

Отдельной строкой стоит выделить OLED панели белого свечения. Их практическая реализация более проста, так как исключает необходимость в создании отдельных пикселей и управляющих матриц. С помощью люминофора можно задать любой оттенок, а изменяя ток – регулировать яркость. Панели большого размера можно будет использовать в качестве экономичных потолочных и настенных светильников.

Основные отличия OLED дисплеев

Приоритетным отличием OLED от LCD дисплеев является отсутствие блока подсветки. Органические светодиоды самостоятельно излучают свет и для формирования изображения им не нужен дополнительный источник света. В свою очередь, качество изображения LCD экрана напрямую зависит от вида подсветки и, несмотря на замену люминесцентных ламп более компактными LED, без неё нельзя обойтись. Даже самая тонкая LED подсветка состоит из SMD-светодиодов, световодов, отражателей и узлов их крепления, что естественно сказывается на толщине, массе, качестве изображения и надёжности изделия.

Помимо этого, OLED матрицам приписывают меньшее энергопотребление, опять-таки из-за отсутствия подсветки. Однако это отличие не настолько существенно. Чтобы засветить каждый органический светодиод, через него необходимо пропустить ток. В результате OLED телевизор с диагональю 55″ потребляет около 100 Вт, что соизмеримо с потреблением аналогичного LCD телевизора.

Важная характеристика любого дисплея – это угол обзора. В OLED экранах этот параметр доведён до совершенства, а значит, смотреть на него можно с любой стороны, сверху и снизу без ухудшения качества изображения. В LCD панелях подобный результат достигнут на IPS матрицах. Однако полностью избавиться от искажений не удалось.

Контрастность OLED дисплеев в несколько раз выше, чем у жидкокристаллических аналогов, что объясняется двумя факторами. Во-первых, отсутствует дополнительная подсветка. Во-вторых, выключенный органический светодиод ничего не излучает, а значит, воспринимается глазом как абсолютно черная точка. Контрастность ныне выпускаемых телевизоров составляет 10000:1. По утверждению разработчиков – это далеко не предел.

По быстродействию дисплей OLED превосходит LCD в 1000 раз. Об этом свидетельствует время отклика, равное примерно 10 мкс. Сравнивая это значение с возможностями человеческого глаза, можно смело утверждать об отсутствии инерционности при просмотре самых динамических видеосюжетов.

Яркость свечения каждого Organic LED зависит от величины прямого тока. Управляя током пикселей, можно добиться требуемой яркости без потери качества, что невозможно было реализовать в LCD технологии. Работать за OLED монитором одинаково приятно как в ночное время, так и в солнечную погоду. В теории показатель яркости OLED матрицы может превышать 100 тыс. кд/м2. Но в таком режиме срок службы светодиодов резко снижается. Поэтому на практике пока ограничиваются яркостью в 1000 кд/м2.

Преимущества и недостатки технологии OLED

На основании предыдущего раздела можно выделить несколько положительных моментов, благодаря которым дисплеи на органических светодиодах превосходят все предыдущие технологии:

Меньший вес и размеры, что достигается за счёт малой толщины матрицы;
- низкое потребление энергии, которое в перспективе ещё снизится;
идеальный угол обзора;
- отсутствие подсветки;
- контрастность, яркость и время отклика на несколько порядков лучше, чем у LCD;
- возможность создания гибких и прозрачных экранов, которые будут стабильно работать в широком диапазоне температур.

Как любой технологический процесс, изготовление OLED матриц имеет недостатки, которые существенно тормозят их серийное производство. Причём главный сдерживающий фактор не столько зависит от несовершенства технологии, сколько определяется покупательской способностью.

Второй недостаток заключается в малом времени непрерывной работы органических светодиодов некоторых цветов. Но эта проблема уже успешно решается, что подтверждается серийным выпуском ноутбуков и телевизоров с OLED матрицей компаниями с мировым именем.

К минусам можно отнести эффект выжигания экрана, который возникает за счёт длительного отображения статического изображения. Эффект напоминает проявление ложной картинки на ЭЛТ и плазменных мониторах. Чтобы исключить выжигание светодиодов, в новых моделях матриц реализован динамический сдвиг цветных пикселей, незаметный для глаз.

Технология OLED ещё несколько лет будет совершенствоваться и дорабатываться, что на сегодняшний день также можно назвать её отрицательной стороной.

Перспективы и область применения

В том, что OLED технология будет доминировать на рынке электроники, сомнений нет. Но пока этот инновационный способ отображения информации вынужден преодолевать большие трудности, связанные с необходимостью больших коммерческих вливаний. По этой причине некоторые компании значительно сократили расходы или вовсе прекратили финансирование исследований по созданию собственных OLED матриц. Например, Sony сделала ставку на производство LCD телевизоров с разрешением 4К, считая такой подход экономически оправданным.

Среди тех, кто не собирается сдаваться и продолжает улучшать качество дисплеев на органических светодиодах, фаворитами являются южнокорейские LG и Samsung. В ближайшем будущем эти компании рассчитывают снизить себестоимость OLED матриц и стать главными их поставщиками для других производителей электронной техники.

Уже сейчас можно наблюдать активное продвижение «умных» гаджетов с небольшими экранами. OLED часы, смартфоны, нетбуки находят своих покупателей, для которых переплата в 20-30% – ничто по сравнению с супер качественным изображением. Розничная цена OLED телевизора диагональю 55˝ на данный момент в 2-2,5 раза выше, чем LCD телевизора с такими же параметрами.

Насколько быстро OLED сможет взять верх – покажет время. Одно можно сказать с уверенностью – рынок OLED дисплеев будет прогрессировать с каждым годом.

Читайте так же

OLED-дисплеи в мобильных устройствах становятся все более и более популярными. Когда-то их использовали в основном флагманские модели Samsung, теперь же эта технология используется как в более дешевых Galaxy, так и в смартфонах других производителей — например, Meizu, Xiaomi, Huawei, Lenovo и OnePlus. Многочисленные слухи указывают на то, что OLED-панель получит и следующий топовый iPhone — впервые в истории бренда. И IPS LCD, и AMOLED-дисплеи сейчас используются как в недорогих, так и во флагманских моделях. В чем же причина популярности OLED, которая растет все больше и больше?

Для тех, кто еще не знает, чем отличаются OLED- и LCD-дисплеи , мы и подготовили эту статью. И у той, и у другой технологии есть свои преимущества и недостатки, и при выборе смартфона стоит учитывать то, какая панель установлена под его защитным стеклом.

Экран — это пожалуй, главный компонент любого современного смартфона. Мы совершаем голосовые вызовы все меньше и меньше, но все больше и больше пользуемся своими карманными девайсами для серфинга в сети, съемки фото и видео, а также общения в мессенджерах. То есть на экран мобильника мы смотрим практически все время, когда он у нас в руках.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллический дисплей)

Жидкокристаллические экраны были изобретены много лет назад. LCD-панели используют свет жидких кристаллов, которые к тому же подсвечиваются с помощью отдельной системы небольших ламп. LCD-экраны устанавливаются в компьютерные мониторы, телевизоры, камеры и многие другие устройства.

В смартфонах используют два типа LCD-панелей — TFT LCD и IPS LCD. Первые встречаются все реже и реже — они проигрывают LCD по всем параметрам кроме себестоимости.

IPS LCD потребляют немного энергии и отлично ведут себя под солнцем. Первое и, пожалуй, главное отличие от OLED, которое сразу же бросается в глаза при сравнении — заметно более низкий уровень контрастности. В результате черный цвет на LCD-экране будет светлее и бледнее, чем на OLED-экране.

LCD выигрывает в части более точного отображения оттенков, но довольно часто производители плохо калибруют экраны своих устройств. В результате дисплей может вместо чисто белого цвета отображать очень бледный красный или очень бледный синий оттенок.

Стоит отметить, что в будущем на рынке могут появиться смартфоны с жидкокристаллическими экранами QLED-типа. Такие экраны немного толще из-за дополнительного слоя, который и отличает их от LCD, но выглядят куда привлекательнее. Для их использования в небольших мобильных девайсах, однако, инженерам придется решить еще много проблем.

OLED (Organic Light-Emitting Diode, органический светодиод)

OLED-дисплеи используют светодиоды особого типа, которые испускают гораздо больше света и не нуждаются в отдельной системе подсветки. Благодаря этому темные участки экрана становятся гораздо более выраженными и глубокими, а светлые по сравнению с ними кажутся более насыщенными и яркими.

Кроме того, отсутствие необходимости в лампах подсветки делает OLED-дисплеи более тонкими по сравнению с LCD — в них нет целого слоя, который отвечает за освещение пикселей.

OLED-экраны также делятся на две категории — PMOLED и AMOLED. В основном мы слышим только о последних, так как PMOLED в смартфонах, телевизорах и других дорогих массовых устройствах не используются.

Панели, произведенные с использованием технологии PMOLED, очень дешевы, так как в них применяются пассивные матрицы, но не подходят для отображения сложных картинок. Сейчас PMOLED-экраны можно встретить, к примеру, в недорогих фитнес-трекерах. Такие панели не могут быть крупнее трех дюймов в диагонали.

AMOLED (OLED с активной матрицей)

AMOLED-панели похожи на PMOLED, но отличаются использованием активной матрицы, благодаря чему они отлично справляются с отображением сложных картинок и быстрой их сменой. Ограничений по размеру у AMOLED-экранов нет — они используются как в умных часах (например, в Apple Watch), так и в огромных телевизорах с диагональю в несколько десятков дюймов.

Два главных недостатка AMOLED — повышенное во многих случаях потребление энергии батареи и не слишком высокая яркость в условиях освещения солнечными лучами.

Больше энергии AMOLED-панели потребляют именно из-за того, что каждый микроскопический диод освещает сам себя. Как мы уже выяснили, это приводит к появлению множества преимуществ, но также приводит и к тому, что яркая картинка (например, фотография освещенного солнцем сада) требует больше тока, чем в случае с LCD. Многие приложения даже имеют специальные OLED-режимы, в которых на экране отображается как можно больше черного — это позволяет экономить заряд.

Кроме того, со временем AMOLED-дисплеи деградируют быстрее, чем LCD, и скорость ухудшения качества у разных участков такого дисплея будет разной. Еще несколько лет назад огромной проблемой было выгорание пикселей — после долгого использования на экране устройства навсегда оставались бледные, но четко видимые элементы интерфейса операционной системы. В самых современных смартфонах Samsung и других компаний для решения этой проблемы применяется сразу несколько уловок. К примеру, в Galaxy S8 положение наэкранных кнопок навигации Android постоянно смещается на несколько пикселей — пользователь этого не заметит, а на экране от них не останется никаких следов даже через несколько лет.

Заключение

В большинстве сравнений AMOLED-дисплеи выигрывают, и спорить с этим фактом бесполезно. Цвета на них более насыщены, контраст — гораздо глубже, а скорость отклика — выше. Но и у LCD есть козыри — лучшая читабельность под прямыми солнечными лучами (впрочем, разница с современными AMOLED здесь уже практически нивелирована), а также более точное отображение оттенков.

В то же время стоит понимать, что итоговое качество изображения зависит не только от технологии производства экрана, но и от калибровки, а также просто от качества матрицы. В результате лучшим выходом из ситуации (если вы хотите купить смартфон с лучшим дисплеем на рынке или в конкретной ценовой категории) будет чтение специализированных обзоров, которые фокусируются именно на качестве цветопередачи, яркости и контрасте. Выбор между AMOLED и IPS LCD стоит сделать в самом начале.

Скорее всего, в будущем все больше и больше дорогих мобильников будут использовать AMOLED, а IPS LCD станет бюджетным решением и заменит TFT LCD. Пожалуй, переход iPhone на новый тип экранных панелей подтолкнет индустрию еще сильнее. Именно из-за него сразу несколько компаний (например, LG) не так давно начали инвестировать в заводы по производству OLED-экранов многие миллионы долларов.