Что такое OLED-дисплеи: преимущества и особенности.
Принцип действия
Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона которое сопровождается выделением (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным. Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.
В качестве материала анода обычно используется оксид индия легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.
Классификация по способу управления
Существуют два вида OLED-дисплеев - PMOLED и AMOLED. Разница заключается в способе управления матрицей - это может быть либо пассивной матрицей (PM) или активной матрицей (AM).
В PMOLED -дисплеях используются контроллеры развертки изображения на строки и столбцы. Чтобы зажечь пиксель, необходимо включить соответствующую строку и столбец: на пересечении строки и столбца пиксель будет излучать свет. За один такт можно заставить светиться только один пиксель. Поэтому чтобы заставить светиться весь дисплей, необходимо очень быстро подать сигналы на все пиксели путем перебора всех строк и столбцов. Как это делается в старых ЭЛТ (электроно-лучевых трубках).
Дисплеи на базе PMOLED получаются дешевыми, но из-за необходимости строчной развертки изображения не возможно получить дисплеи больших размеров с приемлемым качеством изображения. Обычно размеры PMOLED-дисплеев не превышают 3" (7,5 см)
В AMOLED
-дисплеях каждый пиксель управляется напрямую, поэтому они могут быстро воспроизводить изображение. Размеры AMOLED-дисплеев могут иметь большие размеры и на сегодня уже созданы дисплеи с размером 40" (100 см). Производство AMOLED-дисплеев дорогое из-за сложной схемы управления пикселями, в отличие от PMOLED-дисплеев, где для управления достаточно простого контроллера.
Классификация по светоизлучающему материалу
В настоящее время в основном развиваются две технологии, показавшие наибольшую эффективность. Различаются они используемыми органическими материалами это микромолекулы (sm-OLED) и полимеры (PLED), последние делятся на просто полимеры, полимерорганические соединения (POLED), и фосфоресцирующие(PHOLED). О последних немного по подробнее. PHOLED используют принцип электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет. К примеру, традиционные флуоресцентные OLED преобразовывают в свет приблизительно 25-30 % электрической энергии. Из-за их чрезвычайно высокого уровня эффективности энергии, даже по сравнению с другим OLED, PHOLED изучаются для потенциального использования в больших дисплеях типа телевизионных мониторов или экранов для потребностей освещения. Интересно, что технология OLED способна значительно повысить качество LCD панелей, поскольку перспективной технологией подсветки для них является технология PHOLED (PHosphorescent Organic Light Emitting Diode). По данным компании Universal Display Corporation применение PHOLED диодов увеличивает яркость панелей в четыре раза.
Схемы цветных OLED дисплеев
Первыми появились OLED дисплеи на основе микромолекул, однако они оказались слишком дорогостоящими, поскольку изготавливались с помощью вакуумного напыления.
Первый шаг к созданию полимерных дисплеев был сделан в 1989 году, когда ученым Кембриджского университета удалось синтезировать особый полимер – полифениленвинилен. Дисплеи этого типа могут быть получены путем нанесения полимерных материалов на основу специальным струйным принтером. Иногда такие дисплеи называют LEP (Light-Emitting Polymer). Основа может быть гибкой с радиусом изгиба 1 см и менее.
Однако на сегодняшний день по сроку службы и эффективности приборы на основе микромолекул опережают приборы LEP. Сравнительные характеристики долговечности и эффективности излучения для двух технологий OLED дисплеев приведены ниже.
Существуют три схемы цветных OLED дисплеев:
* схема с раздельными цветными эмиттерами;
* схема WOLOD+CF (белые эмиттеры + цветные фильтры);
* схема с конверсией коротковолнового излучения.
Самый простой и привычный вариант – обычная трехцветная модель, которая в технологии OLED называется моделью с раздельными эмиттерами. Три органических материала излучают свет базовых цветов – R, G и B. Этот вариант самый эффективный с позиции использования энергии, однако, на практике оказалось довольно сложно подобрать материалы, которые будут излучать свет с нужной длиной волны, да еще с одинаковой яркостью.
Второй вариант реализуется гораздо проще. Он использует три одинаковых белых эмиттера, которые излучают через цветные фильтры, однако он значительно проигрывает по эффективности использования энергии первому варианту, поскольку значительная часть излученного света теряется в фильтрах.
В третьем варианте (CCM – Color Changing Media) применяются голубые эмиттеры и специально подобранные люминесцентные материалы для преобразования коротковолнового голубого излучения в более длинноволновые – красный и зеленый. Голубой эмиттер, естественно, излучает «напрямую». У каждого из вариантов есть свои достоинства и недостатки:
Другие виды OLED дисплеев
TOLED
- прозрачные светоизлучающие устройства TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) - технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня контрастности.
Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает читабельность дисплея при ярком солнечном свете.
Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности… Также прозрачность TOLED позволяет использовать их с металлом, фольгой, кремниевым кристаллом и другими непрозрачными подложками для дисплеев с отображением вперед (могут использоваться в будущих динамических кредитных картах). Прозрачность экрана достигается при использовании прозрачных органических элементов и материалов для изготовления электродов.
За счёт использования поглотителя с низким коэффициентом отражения для подложки TOLED-дисплея контрастное отношение может на порядок превзойти ЖКИ (мобильные телефоны и кабины военных самолетов-истребителей). По технологии TOLED также можно изготавливать многослойные устройства(например SOLED) и гибридные матрицы (Двунаправленные TOLED TOLED делает возможным удвоить отображаемую область при том же размере экрана - для устройств, у которых желаемый объём выводимой информации шире, чем существующий).
FOLED (Flexible OLED)
- главная особенность - гибкость OLED-дисплея (Демонстрация гибкого OLED-дисплея от SONY). Используется пластик или гибкая металлическая пластина в качестве подложки с одной стороны, и OLED-ячеек и герметичной тонкой защитной пленки - с другой. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес, прочность, долговечность и гибкость, которая позволяет применять OLED-панели в самых неожиданных местах. (Раздолье для фантазии - область возможного применения OLED весьма велика).
Staked OLED
- принципиально новое решение от UDC – Staked OLED, сложенные OLED-устройства. Основной особенностью новой технологии является размещение R-ячеек (G-, B-) в вертикальной (последовательно), а не в горизонтальной (параллельно) плоскости, как это происходит в ЖКИ-дисплее или электронно-лучевой трубке. В SOLED каждым элементом подпиксела можно управлять независимо. Цвет пиксела может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока. Преимущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.(В SOLED-дисплеях в 3 раза улучшено качество изображения в сравнении с ЖКИ и ЭЛТ).
Преимущества в сравнении c LCD-дисплеями
* меньшие габариты и вес
* отсутствие необходимости в подсветке
* отсутствие такого параметра как угол обзора - изображение видно без потери качества с любого угла
* мгновенный отклик (на порядок ниже, чем у LCD) - по сути полное отсутствие инерционности
* более качественная цветопередача (высокий контраст)
* более низкое энергопотребление при той же яркости
* возможность создания гибких экранов
Яркость. OLED дисплеи обеспечивают яркость излучения от нескольких кд/м2 (для ночной работы) до очень высоких яркостей - свыше 100 000 кд/м2, причем их яркость может регулироваться в очень широком динамическом диапазоне. Так как срок службы дисплея обратно пропорционален его яркости, для приборов рекомендуется работа при более умеренных уровнях яркости до 1000 кд/м2. При освещении LCD-дисплея ярким лучом света появляются блики, а картинка на OLED-экране останется яркой и насыщенной при любом уровне освещенности (даже при прямом попадании солнечных лучей на дисплей).
Контрастность. Здесь OLED также лидер. OLED-дисплеи обладают контрастностью 1000000:1 (Контрастность LCD 1300:1[источник не указан 71 день], CRT 2000:1)
Углы обзора. Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым углом, причем без потери качества изображения.
Энергопотребление. Энергопотребление OLED дисплеев в полтора раза ниже, чем LCD. Энергопотребление PHOLED(англ.) ещё ниже.
Потребность в преимуществах, демонстрируемых органическими дисплеями с каждым годом растёт. Этот факт позволяет заключить, что в скором времени человечество увидит расцвет данной технологии.
Но технология не стоит на месте и впереди новое поколение OLED
Светодиоды на основе квантовых точек. Сразу отметим, что сильными сторонами QDLED-устройств (Quantum Dot LED - светодиод на квантовых точках) являются высокая яркость, невысокая стоимость производства, широкий диапазон цветов. Уже почти сразу после изобретения нового типа светодиодов им предрекают отличные перспективы стать основой для дисплеев мобильных аппаратов («наладонников», мобильных телефонов и пр.), и даже крупноформатных телевизионных панелей.
Под квантовой точкой ученые подразумевают особую полупроводниковую структуру, которая ограничивает движение электронов сразу в трех измерениях. Применительно к светодиодам на квантовых точках использовалась следующая вариация: селенид кадмия образует «ядро», а в качестве ограничивающей «оболочки» выступает сульфид цинка. Главными «действующими лицами» в данном случае являются электроны, которые при переходе с высокого энергетического состояния на более низкое испускают фотоны, за счет чего и образуется свечение точки. Довольно прост и механизм изменения цвета свечения светодиода - необходимо лишь изменить размеры квантовой точки, что приводит к изменению и длины волны света. Таким образом, рассчитав необходимые размеры полупроводниковой структуры возможно создать светодиоды красного, оранжевого, желтого, или зеленого цветов. Еще одним преимуществом устройств высочайшая яркость - до 9000 Кд/кв. м. К примеру, яркость современных дисплеев не превышает значения в 500 Кд/кв. м. То есть разработка позволяет повысить соответствующий параметр на порядок. Более того, технология позволяет легко повысить яркость светодиодов - всего лишь формированием нескольких квантовых точек.
В конце выкладываю видео для сравнения свойств TFT и OLED дисплеев.
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
- 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
|
|||||||||||||||||||||||||
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
|
|||||||||||||||||||||||||
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 возрастСтатические 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.
ВердиктЭкраны 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. |
Современный человек половину своего времени проводит у экранов, поэтому ему так важно знать, какими преимуществами и недостатками обладают те или иные технологии производства дисплеев. Пользователи постоянно смотрят в экраны своих мониторов, телевизоров, телефонов, камер и других устройств. Поэтому огромную важность приобрел не только показатель , но и та технология, в соответствии с которой он изготовлен. Наиболее распространенной технологией является LCD (ЖК). Если экран телевизора описывается как «LED», то речь, скорее всего, идет именно об этой технологии. Источником света в данной технологии являются светодиоды.
Различия в устройстве экранов LED LCD и OLED
В опубликованной ресурсом TrustedReviews иллюстрированной заметке заметке «OLED vs LED LCD – Which display tech is the best?» Эндрю Уильямс (Andrew Williams) рассмотрел особенности каждой из наиболее популярных технологий производства экранов современных устройств. О великолепных качествах OLED наслышаны многие. Настала пора поговорить и о том, какими преимуществами обладает LCD-технология.
OLED-технология характеризуется существенными отличиями от LED LCD. Она применяется, например, в смартфонах Samsung Galaxy и таких телевизорах, как LG 55EC930V. Некоторые люди полагают, что именно за этой технологией будущее. На самом ли деле она превосходит хорошие LED LCD-дисплеи?
OLED и LED LCD. Основное различие
Основным различием является то, что в LED LCD пиксели подсвечиваются, а в OLED они излучают собственный свет. Вы могли слышать о том, что пиксели OLED называют «emissive» («излучающими»). Это значит, что яркость OLED-дисплея может контролироваться попиксельно. Такой уровень контроля недоступен в LED LCD.
В недорогих телевизорах и телефонах с LCD-экранами используется светодиодная подсветка, которая находится на стороне дисплея, а не прямо под ним. Свет от этих светодиодов проходит через матрицу с красными, зелеными и синими пикселями, которые и формируют понятную человеческим глазам картинку.
В экранах этого типа контроль над уровнем яркости ограничен. В темной комнате на таком LCD-экране видно, что некоторые части изображения не абсолютно черные, поскольку через них также проходит свет.
Контраст означает то, насколько различаются между собой черный и белый цвета, насколько белый цвет ярче черного. В хороших LCD-экранах это соотношение составляет 1000:1. Это значит, что белый цвет ярче черного в тысячу раз.
Контраст OLED
В OLED-дисплеях чистый черный цвет вообще не излучает света. Поэтому изображение, например, при просмотре фильма, будет смотреться непредсказуемо. Часть изображения будет резко выделяться своей яркостью.
Существуют также Direct LED-дисплеи, где светодиоды располагаются непосредственно под панелью, позволяя более тонкий контроль над тем, насколько яркими будут те или иные области экрана. Эта технология применяется в некоторых премиальных телевизорах.
В Direct LED-телевизорах возможность контроля изображения на уровне пикселей также недоступна. Вместо этого можно приглушить яркость изображения на определенных участках экрана. Это может оказаться весьма полезной возможностью в тех случаях, когда вы смотрите фильм с соотношением сторон 21:9 на телевизоре, соотношение сторон которого составляет более привычные 16:9.
Может ли LCD посоревноваться с OLED?
Профессиональный специалист по калибровке телевизоров Винсент Тио (Vincent Teoh) сказал: «LED LCD никогда не будет сравнима с OLED по уровню черного», при этом добавив: «при этом превосходит по максимальной яркости».
Для просмотра контента в темных комнатах лучшим решением является OLED-дисплей. Такие дисплеи хороши в телефонах. Основным производителем таких смартфонов является Samsung. В телефонах Nokia Lumia и одно время использовались OLED-экраны. Sony, Apple и LG преимущественно используют в своих телефонах LCD-дисплеи.
LCD-продолжает доминировать и в телевизорах. Тио отмечает, что LCD и в будущем «сохранит свое положение доминирующей технологии для телевизоров до тех пор, пока OLED не достигнет подобной цены для такого же размера и технических характеристик, чего не случится как минимум еще 5 лет — если OLED вообще сохранится и спустя столь долгое время».
Недостаток OLED-технологии
Если OLED-технология столь хороша, то почему все телевизоры на базируются на ней? Дело в том, что производство таких телевизоров невероятно сложное и они выходят дорогими. В основном известны OLED-телевизоры Samsung и LG. В OLED от Samsung (KE55S9C) при невероятно высокой цене известен дефект — синие светодиоды работают меньше, чем зеленые и красные. Да, они проработают годы, но за такие деньги пользователям хотелось бы приближения к совершенству.
LG удалось избежать этого дефекта, благодаря использованию белых светодиодов и цветных фильтров над их поверхностью, что приближает данную технологию к LCD.
Преимущества LCD-технологии
Сравнительно невысокая стоимость является основным преимуществом LCD-дисплеев. Вы можете найти высококачественные LCD-экраны в не очень дорогих девайсах. Примерами тому является IPS-панель в Moto E. Благодаря LCD-технологии возможны сравнительно недорогие -телевизоры, цена которых более чем в 10 раз ниже, чем их OLED-аналогов. Не исключено, что со временем таким разрешением обладать также и экраны смартфонов.
Изображение на LCD-экране часто выглядит более четко, чем на OLED при одинаковом разрешении. И проблема не только в разной продолжительности работы светодиодов различных цветов. Различается также уровень вывода ими света. Если LCD-экраны характеризуются равномерными цветами (красных, зеленых и синих субпикселей), то OLED-дисплеи отображают их более… «динамически».
Sony продемонстрировала разницу в контрасте между LED LCD и OLED
К примеру, в Galaxy Note 4 вместо использования трех постоянных субпикселей присутствуют маленькие точки красного, синего и зеленого, которые эффективно формируют два пикселя. Они различаются формой — красные и синие ромбовидны, а зеленые являются маленькими овалами.
Это называется расположением PenTile и делает изображение на экране несколько неоднородным. Впрочем, в новейших телефонах этот эффект постепенно исчезает. При этом OLED остается более сложной и в меньшей степени доведенной до совершенства технологией, чем LCD.
Достаточно ли значительны преимущества OLED-технологии для той невероятно высокой цены, которой характеризуются экраны на ее основе?
В технике давно используется органический светодиод, который начинает светится при прохождении через него тока. Работает он так же, как и обычный диод, на него подается плюс и минус, но благодаря своему составу (органические соединения) он может светится.
Основное применение органических светодиодов – это использование при создании дисплеев.
OLED телевизоры так названы по конструкции своих дисплеев.
Экраны OLED состоят из органических светоизлучающих диодов. На английском OLED - Organic Light-Emitting Diode. Они способны излучать свет при прохождении электрического тока и состоят из органических материалов.
Первые телевизоры с экранами OLED появились в 2012 году. Из-за малых размеров такие светодиоды позволяют строить экраны очень малой толщины. Современные модели OLED телевизоров имеют толщину всего несколько миллиметров.
Первые олед телевизоры выпустили LG, Samsung, Sony. Тогда было две технологии производства OLED панелей. В первой светоизлучающие диоды делались трех цветов (RGB), а во второй все диоды излучали белый цвет, а затем проходили через цветные фильтры. Первая технология стала убыточной из-за недостатков в технологии, а вторая развивалась и сегодня является основной. Именно второй технологией занималась LG и поэтому все панели на 2016 год производит именно LG Display.
После ухода в 2014 году с рынка плазменных панелей OLED дисплеи стали единственным конкурентом LED экранов.
Телевизор LG OLED 2016 года
Чем отличаются LED и OLED
Так как и LED и OLED – это технологии производства экранов то и основные отличия между ними в качестве воспроизводимой картинки. Различия обусловлены разной конструкцией дисплеев.
LED телевизоры используют матрицу на жидких кристаллах (LCD) с подсветкой от светодиодов. Поток света исходит от светодиодов, а жк ячейки в матрице регулируют его количество. Из-за конструктивных особенностей жк ячейка не может полностью закрыться и прекратить поток света на экран. Из-за этого у LCD панелей есть проблемы с уровнем черного, что отражается на контрастности. А контрастность является основным показателем качества изображения.
Разница LED и OLED в конструкции
OLED телевизоры используют матрицы в которых каждая ячейка сама является источником света, а поток света регулируется напряжением. И прекратить поток света от каждой ячейки можно просто убрав с нее напряжение. Этим достигается глубокий черный, высокий показатель контрастности и высокое качество изображения на экране.
I) Получается, что основная разница между OLED и LED телевизорами в контрастности и уровне черного . Здесь преимущество за OLED технологией.
II) Но из-за яркой подсветки от светодиодов преимущество в яркости уже получают LED экраны.
III) Цветопередача получается лучшей у OLED панелей.
IV) Цена больше у OLED из-за трудности производства, так что олед экранами оборудованы только флагманы компаний.
V) Энергопотребление меньше у олед телевизоров, хотя и ненамного. LED телевизоры также потребляют сравнительно мало электроэнергии.
Сегодня все экраны OLED идут с разрешением Ultra HD 4K, а телевизоры с этими экранами можно приобрести по цене от 3000$ до 8000$. Цена зависит от размера экрана и от набора технологий для обработки изображения.
Срок службы OLED телевизоров
Как заявляет производитель OLED панелей компания LG беспокоиться о сроке жизни органических светодиодов нет оснований.
За последние годы срок жизни органических светодиодов увеличен до 100 000 часов .
Напомним, LG использует только белые oled.
Действительно, цветные органические светодиоды со временем теряли свой цвет, поэтому технология экранов OLED RGB не получила развитие.
Когда мы впервые начали производство OLED - телевизоров в 2013 году, их продолжительность жизни была около 36 000 часов, технологическое развитие расширил его до 100.000 часов в настоящее время . Это составляет 30 лет, если пользователь смотрит наш OLED TV в течение 10 часов в сутки.
Сказал Ли Бенчхоль (Lee Byung-chul), вице - президент LG Electronics по направлению телевизоров и мониторов.
Проверка LG OLED телевизоров на производстве
Например, светодиоды в подсветке LED телевизоров теряют свою интенсивность через 60-70 000 часов. Но всех этих часов в обоих случаях достаточно, ведь другие компоненты телевизора столько не проработают.
Трудно представить, что еще 20 лет назад многие люди восхищались цветным кинескопным телевизором, а сегодня уже выбирают между LED и OLED технологиями. Подобрать подходящую модель современного телеустройства, соответствующую своим финансовым возможностям, сегодня не так просто. Выбор осложняет и маркетинговое направление производителей, каждый из которых продвигает свое направление. Эти две похожие по названию технологии зачастую имеют существенную разницу в цене. Поэтому важно четко понимать, в чем преимущества и недостатки современных LED и OLED телевизоров, в чем их сходство и принципиальная разница.
LED дословно расшифровывается как «светодиод». Большинство современных моделей таких телевизоров созданы на основе ЖК-матрицы. Но в отличие от предшественников LCD TV , в качестве источников свечения в которых применялись CCFL лампы, в этих устройствах используются более современные и стойкие к выгоранию светодиоды.
Несмотря на все отличия и использование разных типов подсветки, принцип функционирования у LED моделей один и тот же. Говоря о том, как они устроены, визуально можно представить большое количество решеток, снабженными различными светодиодами. Далее, все светодиоды пропускаются через специальный фильтр, и в зависимости от напряжения электрического тока становятся либо ярче, либо наоборот происходит блокировка света. Подобная конструкция дает возможности сформировать четкое изображение в соответствии с заданными настройками. Ремонт такой подсветки — задача кропотливая, но ее можно выполнить .
В зависимости от стоимости модели, применяется разный вид подсветки:
- она может располагаться по всей площади экрана – матричная (Direct LED ), что повышает качество изображения, но увеличивает толщину панели и энергопотребление;
- либо с одной, двух сторон или по периметру экрана (Edge LED ).
Говоря о втором варианте, можно отметить, что по качеству изображение уступает первому типу, но, благодаря расположению подсветки, толщина таких панелей может быть менее 1 сантиметра, также она гораздо дешевле и энергоэффективнее. Все нюансы этих телевизоров можно узнать из статьи про
Устройство LED телевизора с матричной подсветкой
Особенности OLED–телевизоров
Принципиальным отличием этих устройств является использование в качестве подсветки органических светодиодов. В основе таких устройств лежит трехслойная структура, одной из частей которой является специальная пленка с пикселями, каждый оснащен индивидуальным самоизлучающим светодиодом (структуры RGB или WRGB ).
Говоря о LED-модели, все необходимые эффекты освещенности или затемнения создаются путем включения или выключения необходимого количества светодиодов. В зависимости от того, какая функция должна быть выполнена, световой поток от светодиодов может быть увеличен, либо заблокирован. Кроме того, происходит дополнительная фильтрация, чтобы изображение стало более четким.
Совсем по-другому обстоят дела с OLED (Organic Light-Emitting Diode) моделями — им не нужно фильтровать свет. В данном случае проводится ток через несколько миллионов отдельных светодиодов, чей размер не превышает одного пикселя. Они созданы из специального полимерного материала, поэтому могут включать функцию излучения или затемнения.
Благодаря своим размерам, органические светодиоды используются не в качестве дополнения к ЖК-матрице, а являются ее конструктивной частью. Они в состоянии самостоятельно подсвечивать каждый пиксель ТВ экрана и не требуют дополнительной подсветки. Поэтому такие модели имеют меньшую толщину, вес, отличаются качественной цветопередачей и контрастностью.
Изначально такая технология начала использоваться в индустрии мобильных гаждетов, размер дисплеев которых намного меньше. Но сегодня она успешно применяется и для широкоэкранного телевизионного оборудования. Пока разработкой и выпуском OLED панелей занимаются только ведущие фирмы производители: Sony, LG и Samsung. Так, была представлена на выставке CES-2017.
Благодаря своей структуре, такие телевизоры могут иметь не только стандартную плоскую форму, но и вогнутую.
В чем разница LED и OLED моделей современных телевизоров
Сравнивать эти типы устройств следует отдельно по каждому пункту.
Цветопередача
Сразу стоит сказать, что качество цветопередачи находится на высоте у обеих технологий. Здесь они мало чем будут отличаться. Однако, говоря о LED TV, можно отметить, что они уступают в такой характеристике, как реалистичность. OLED использует более широкую гамму цветов , которую способен принять человеческий глаз. Данный эффект достигает за счет того, что во втором варианте присутствуют светодиоды всех натуральных цветов, что не всегда есть в LED.
Яркость
Здесь не на много, но выигрывает LED. Как правило, эта технология отлично справляется с функцией полного освещения экрана . В то время как OLED подсветка может похвастаться идеальным освещением, чаще всего, только определенного участка. Регулярное включение диода на режим интенсивной яркости уменьшает срок его службы и увеличивает время возвращения в режим черного цвета. Поэтому такие экраны не рекомендуется использовать постоянно на максимальных настройках яркости.
Контрастность и уровень черного
Говоря о модели OLED, можно с точностью сказать, что не существует ни одной модели телевизора, которая смогла бы превзойти ее содержание черного цвета. В LED устройствах используется светодиодная подсветка ЖК-панели. Но даже применяя технологии затемнения диодов, не получается превзойти воспроизведение темно-черного цвета в OLED. А способность экрана поддерживать идеально черный цвет является одним из основополагающих факторов, который отвечает за качество изображения.
Угол обзора
Здесь также нет равных моделям OLED. Подобное достоинство достигается за счет отсутствия дополнительного слоя между подсветкой и экраном. Поэтому здесь исключены яркие пятна или прочие возможные деформации изображения.
Разрешение
Время отклика
Несмотря на то, что технологии LED постоянно совершенствуются, органические светодиоды, бесспорно, являются лидерами среди всех существующих на сегодняшний день телевизионных технологий. Этот критерий позволяет избегать размытия изображения при движении и артефактов на экране телевизора.
Энергопотребление
Стоимость
По многим параметрам, показатели OLED технологии превосходят LED, поэтому стоимость их несколько выше. Но это вовсе не означает, что с ней не может возникнуть никаких проблем. В действительности, подобным моделям могут составить серьезную конкуренцию ЖК варианты класса «Премиум», поскольку далеко не каждая семья имеет возможность угнаться за новыми технически продвинутыми моделями.
Некоторые производители поставили для себя цель снизить стоимость собственных предложений и сделать OLED телевизоры более доступными.
Подведем итог
Рассмотрев, чем отличаются LED и OLED , можно сделать вывод, что конечно, по многим техническим характеристикам выигрывают органические светодиоды. Но на сегодняшний день подобный вариант невозможно назвать ориентированным на среднестатистическое население, поскольку абсолютно не каждый человек будет готов отдать «кругленькую сумму» за новинку, которая через несколько месяцев уже не будет являться таковой. В отношении других вопросов, OLED – это технология будущего, которая после необходимых доработок отодвинет использование LED – телевизоров на второй план.