Андрей Смирнов
Время чтения: ~28 мин.
Просмотров: 0

LCD, LED и OLED: что выбрать и в чём разница дисплеев, мониторов и телевизоров

Содержание статьи:

Что такое OLED телевизор?

OLED (organic light-emitting diode) телевизоры — получили инновационные дисплеи, которые состоят из органических светодиодов. Такие прогрессивные диоды излучают свет во время прохождения через них электрического тока. Они полностью состоят из органических материалов. Причем светоизлучение осуществляет каждый отдельный пиксель. Поэтому данным телевизорам совершенно не нужна подсветка экрана. Когда через пиксель проходит электричество, то он моментально становится действительно ярким. Если же подачи тока нет, то перед глазами пользователя предстает настоящий черный цвет.loseret.jpg

OLED-экраны выделяются благодаря невероятным показателям яркости и контрастности. Достаточно посмотреть на едва светящийся диод, чтобы увидеть существенную разницу в сравнении с LED-матрицами. Технология органических светодиодов подразумевает и мгновенное изменение цветов, так как кристаллы двигаются гораздо быстрее. Благодаря расширенному цветовому диапазону OLED обеспечивает невероятно насыщенное изображение. А минимальные размеры светодиодов позволили конструировать очень тонкие экраны, что благоприятно отразилось на компактности источников отображения картинки.

История появления OLED телевизоров

В 2012 году компании LG и Samsung представили первые модели OLED-телевизоров. Несколько позже к производству подобных панелей подключилась и Sony. На тот момент это была настоящая революция, ведь покупателям обещались невиданные возможности. Изначально речь шла о двух разных технологических подходах к реализации данных телевизоров. Так, самый ранний вариант подразумевал использование трехцветных диодов RGB. Причем LG применяла даже четыре цвета (WRGB). Но такая технология производства оказалась несовершенной. Второй вариант оказался более успешный. В этом случае пиксель излучал белый цвет. Стоит отметить, что и сегодня эта технология успешно используется во многих OLED телевизорах.

hrte.jpg

Именно благодаря громким анонсам OLED-телевизоров от Samsung и LG выставка CES 2012 представляла особый интерес. К своеобразной «гонке вооружений» подключились и другие известные компании — Sony, Toshiba, Panasonic. Постепенно начал расширяться и модельный ряд. А в 2013 году мир увидел первые OLED-матрицы с 4K-разрешением. При этом практически все представленные модели телевизоров OLED с 2012 года и по сей день относятся к премиальному сегменту, цена на которые начинается от нескольких тысяч долларов и выше.

Виды OLED дисплеев

В настоящее время существуют следующие виды OLED-экранов:

  1. AMOLED. В этом случае органические ячейки, которые формируют красный, синий и зеленый цвета, являются основой активной или пассивной AMOLED-матрицы. Именно так формируются отдельные пиксели цветного экрана. Часто встречаются в смартфонах и остальных мобильных гаджетах.
  2. TOLED. Данная технология применяется для реализации прозрачных экранных панелей. Их можно закреплять на очках виртуальной реальности, магазинных витринах, лобовых стеклах машин и так далее. Применяются вместе и с непрозрачными подложками.
  3. PHOLED. Технология, использующая принцип электрофосфоресценции, когда вся электрическая энергия преобразовывается в свет. PHOLED-дисплей могут применяться для установки в огромные телевизоры, либо же выступать в качестве мощнейшего источника освещения. Как правило, из них делают гигантские стены-мониторы и другие инсталляции для корпоративных клиентов.
  4. SOLED. Эта архитектура подразумевает вертикальное расположение подпикселей для создания изображения. Причем любой элемент подпикселя является независимым. Органические ячейки очень плотно заполняют площадь экрана, что обеспечивает высочайший уровень детализации при помощи повышенного разрешения.
  5. FOLED. Так как в роли подложки выступает металлическая или пластиковая пластина, то FOLED-дисплей считаются чрезвычайно гибкими. Этого удалось достичь и при помощи герметично закрытых ячеек, находящихся в специальной защитной пленке. Это позволяет делать дисплеи максимально тонкими и легкими.

Может ли Олед воспроизводить 3D?

Технология OLED полностью поддерживает режим 3D. Более того, такая связка использовалась в некоторых телевизорах, которые выпускались ранее. В этом плане нет никаких отличий от LED-экранов. При этом с 2017 года практически все крупные производители полностью отказались от 3D в своих устройствах. Поэтому новейшие OLED-телевизоры лишены каких-либо 3D-функций.

Выгорают ли пиксели на OLED-экранах?

Эффект «выгорания» пикселей хорошо знаком владельцам устаревших плазменных телевизоров. Это могло происходить следующим образом. Обладатель такого прибора регулярно смотрел определенные передачи или телевизионные каналы. Со временем области с логотипами или другими статичными элементами изображения начинали выгорать. В этих местах появлялись заметные следы, которые оставались навсегда. Этим грешили многие плазменные панели, выпускавшиеся на заре развития технологии. Потом производители постепенно научились «обходить» эту неприятность при помощи специальных настроек и хитрых инструментов.

Что касается OLED-экранов, то пиксели в них способны выгорать, это признанный факт. Но этот эффект не постоянный, а временный. Например, если вы нажмете на паузу во время прохождения видеоигры, а затем уйдете на час-два по своим делам, то после возвращения наверняка увидите «отпечатавшиеся» следы. Они останутся некоторое время на экране, а потом незаметно пропадут.

Ранние OLED телевизоры выгорают гораздо быстрее из-за недоработанной RGB-технологии, которая применялась в первые годы развития таких матриц. Естественно, что длительном использовании устройства органические светодиоды достаточно быстро теряли цвет. Так, в 2013 году срок службы пикселей Олед экранадостигал 30-35 тысяч часов. Сегодня этот показатель перевалил за 100 тысяч часов, что намного больше прежнего результата. В 2019 году презентовали модели в которых уже и вовсе нет проблем с выгоранием пикселей.

Преимущества и недостатки технологии OLED

Плюсы:

  • Контрастность. Благодаря практически бесконечному уровню контрастности (более 1000000:1) с OLED телевизорами не может тягаться ни одна существующая технология. Сочность картинки просто поражает воображение.
  • Яркость. Широчайший динамический диапазон обеспечивает необходимый уровень яркости в любое время суток. Ночью значения яркости могут достигать нуля, а в солнечную погоду составлять 100 000 кд/м² и выше. В стандартных ситуациях 2000-3000 кд/м2 хватает с большим запасом.
  • Потребление электроэнергии. В плане энергопотребления OLED можно с легкостью сравнить с LED-матрицами. Более того, органические диоды потребляют даже несколько меньше энергии, нежели технологии-конкуренты.
  • Углы обзора. Изображение четко видно под самыми разными углами обзора без потери качества.
  • Отсутствие подсветки. Особенности технологии избавили производителей OLED-телевизоров от необходимости устанавливать дополнительную подсветку, которая способна ухудшить восприятие картинки на экране.
  • Гибкость. OLED-матрицы могут быть практически любой формы и конструкции. Благодаря своей чрезвычайной гибкости такие дисплеи могут закругляться как угодно.

Минусы:

  • Высокая цена. На данный момент все телевизоры с OLED-матрицами стоят очень дорого. Они полностью заняли премиальный класс, который многим потенциальным покупателям не по карману.
  • Срок службы. Большая часть уже выпущенных OLED телевизоров не может похвастаться длительным сроком службы. Особенно эти относится к диодам, которые обладают синим свечением.
  • Чувствительность к влаге. Такие экраны очень чувствительно относятся к влаге, моментально выходя из строя из-за попадания любой жидкости внутрь устройства.

OLED телевизоры и LED, в чем разница?

LED-телевизоры более дешевые, так как технология их производства уже давно выработана и отшлифована. Они могут быть такими же тонкими и легкими, если сравнивать с дисплеями OLED. Важной разницей станет отображение черного цвета. В этом плане OLED телевизоры находятся на безоговорочном первом месте, потому что лишены подсветки. Органические светодиоды выигрывают и в плане отзывчивости, обладая мгновенным откликом.jmnss.jpg

Невероятные показатели насыщенности и контрастности делают картинку более качественное, нежели это могут продемонстрировать LED-приборы.

Ситуация с OLED телевизорами на 2019 год, перспективы OLED технологии

Как мы уже отмечали, OLED-телевизоры являются действительно дорогостоящими. Причем такая ситуация сохраняется уже довольно долго. И совершенно непонятно, а будет ли вообще серьезное удешевление этой почти эталонной технологии. Ведь при всех своих неоспоримых достоинствах именно стоимость является важным отталкивающим фактором в отношении покупки данных телевизоров.

В ближайшем будущем телевизоры с органическими диодами без сомнений будут считаться лучшими по многим показателям. Они будут выпускаться ведущими брендами, а также технологически совершенствоваться. Но дальше пяти ближайших лет загадывать бессмысленно, так как на смену OLED могут придти более экономичные экраны TMOS, в основе которых лежит инерционность сетчатки глаза человека. Также ведется активная работа над созданием органических транзисторов (O-TFT), способных изменить соотношение сил на рынке телевизоров.

В последнее время среди мобильных производителей все популярнее становятся OLED-дисплеи. В чем состоят его преимущества и недостатки по сравнению с LCD?

Сейчас мобильные устройства поставляются с различными видами дисплеев: LCD, OLED, AMOLED. Каждый мобильный производитель расхваливает достоинства используемого экрана, а некоторые даже совершенствуют экранные технологии и разрабатывают собственные варианты, например, Super AMOLED у Samsung или Optic AMOLED у OnePlus.

Прежде чем покупать очередной «смартфон с самым лучшим дисплеем», нужно разобраться, какую пользу вы извлечете из него как пользователь.

Что такое OLED?

Аббревиатура OLED расшифровывается как Organic Light Emitting Diode, то есть органический светоизлучающий диод, или просто органический светодиод. Для их создания используются тонкие пленки, состоящие из нескольких слоев углеродного материала.

Как можно судить из названия, эти диоды излучают свет при прохождении через них электрического тока. В этом и заключается одно из главных отличий таких дисплеев от жидкокристаллических экранов — они не нуждаются в дополнительной подсветке.

Способность органических материалов светиться под воздействие электрического тока была обнаружена еще в 1950-х годах. Но технология стала стремительно развиваться и применяться в различных областях только в последние годы.

Принцип работы

Светодиодная панель состоит из шести слоев. В верхней и нижней части расположены слои защитного стекла или пластика. Причем верхний слой называется изолирующим, а нижний — подложкой. Так как органические светодиоды очень чувствительны к кислороду и влаге, они играют важную роль.

Между этими слоями находятся катод (отрицательный электрод) и анод (положительный электрод). А между ними уже помещаются два слоя из органических молекул, которые называются излучающим (рядом с катодом, в нем образуется свечение) и проводящим (рядом с анодом).

Чтобы заставить светодиоды излучать свет, проводится напряжение через анод и катод.

По мере поступления электричества катод получает электроны от источника питания, а анод их теряет или, другими словами, получает дырки.

В результате электроны делают излучающий слой отрицательно заряженным, а проводящий слой становится положительно заряженным.

Положительные дырки гораздо более подвижны, чем отрицательные электроны, поэтому они перескакивают через границу проводящего слоя к излучающему. Когда дырка встречается электроном, они компенсируют друг друга, и высвобождается короткий выброс энергии в виде частицы света — фотона.

Этот процесс называется рекомбинацией. Так как он происходит множество раз в секунду, светодиод производит непрерывный свет, пока ток не перестает течь. За счет использования множества диодов красного, зеленого и синего цвета получаются сложные цветные изображения высокого разрешения.

Типы OLED

Существует два типа светодиодов. В традиционном варианте применяются небольшие органические молекулы, помещенные на стекло, чтобы производить свет. Другой тип использует крупные молекулы полимеров. Они называются светоизлучающими полимерами (LEP) или полимерными светодиодами (PLED), а также отличаются меньшей толщиной и гибкостью.

Дисплеи OLED могут быть построены различными способами. В некоторых конструкциях свет выходит через верхний изолирующий слой, в других — через подложку. Панели большого размера также отличаются тем, что пиксели формируются из отдельных элементов светодиодов.

Также может различаться расположение красных, синих и зеленых пикселей: они могут находиться рядом друг с другом или друг над другом. В последнем случае в каждом квадратном сантиметре умещается больше пикселей, что обеспечивает более высокое разрешение, но и дисплей получается толще.

Преимущества OLED

Дисплеи OLED во многих моментах превосходят жидкокристаллические экраны.

  • Небольшая толщина (около 0,2-0,3 мм, как правило, LCD примерно в 10 раз толще).
  • Маленький вес.
  • Гибкость.
  • Высокая яркость.
  • Меньшее потребление энергии (так как подсветка не требуется).
  • Высокая скорость обновления (OLED реагирует в 200 раз быстрее, что имеет большое значение при воспроизведении быстро движущихся изображений, например, при просмотре спортивных передач или игр).
  • Более натуральные цвета и насыщенный черный цвет (за счет отсутствия подсветки черных пикселей).
  • Широкий угол обзора.

Недостатки OLED

Самым главным недостатков дисплеев OLED является их недолговечность. Ранние версии таких экранов изнашивались примерно в четыре раза быстрее по сравнению с LCD. С развитием современных технологий производителям удалось уменьшить эту разницу, и теперь дисплеи на основе органических светодиодов могут выдержать несколько лет активного использования.

Кроме того, как показывает практика, красные и зеленые диоды работают дольше, чем их синие собратья. Со временем это может привести к искажению цветов.

Еще одна проблема заключается в чувствительности к воде. Как уже отмечалось выше, по этой причине здесь большую роль играет изолирующий слой.

Также стоит отметить, что производство OLED-дисплеев все еще обходится дороже, чем LCD. В результате потребителю придется платить больше за устройство со светодиодной панелью, чем за его аналог с жидкокристаллическим экраном. В случае повреждения дисплея ремонт также может обойтись дороже.

Применение

Технология еще является относительно новой, хотя все больше производителей стремятся использовать ее в собственной продукции. Сейчас OLED-дисплеи применяются в экранах телевизоров, компьютеров, плееров, умных часов и смартфонов.

AMOLED-экраны становятся доступнее, сменяя обычные жидкокристаллические дисплеи даже в дешёвой технике.

Хорошо ли это? Попробуем разобраться в теории, а потом проверить на практике.

Все очень неоднозначно. Вы точно удивитесь, прочитав этот материал.

Какие бывают экраны?

Строение основных типов дисплеев

Дисплеи современной электроники постоянно эволюционировали. Электронно-лучевые трубки вымерли, им на смену пришли жидкие кристаллы и светодиоды.

Сегодня на рынке одновременно сосуществуют как минимум 4 крупных класса экранов со своей технологией изготовления и особенностями отображения картинки.

TN (Twisted Nematic). Самый доступный дисплей, использующий для создания изображения жидкие кристаллы, изображение на которых становится видимым благодаря подсветке из ламп – накаливания, люминисцентных и других. Этот класс устарел, хотя в ряде сценариев использования не имеет аналогов.

STN (Super Twisted Nematic), а так же Double STN и DSTN (Dual-ScanTwisted Nematic). Продолжение ЖК-экранов с улучшенными параметрами. В продаже встречаются под названием обычных TN.

IPS (In-Plane Switching). Разновидность ЖК, в котором используется более равномерная и яркая светодиодная подсветка.

VA (Vertical Alignment). Фирменная матрица Philips, которая совмещает преимущества IPS и TN-матриц. Характеристики находятся где-то посередине между ними, как и достоинства с недостатками. Не применяется в компактной электронике.

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode). Вместо двухслойной матрицы «жидкие кристаллы + подсветка», в технологии используется один слой органических светодиодов: они дают и цвет, и свет.

Особенности IPS, о которых нужно знать

Принципиальное устройство IPS-экрана

IPS-матрицы получили столь широкое распространение благодаря тому, что их действительно легко выпускать. В числе их плюсов:

Доступность. Массовое производство делает свое дело, позволяя использовать для создания IPS предприятия по выпуску TN-матриц прошлого.

Цветопередача. Жидкие кристаллы могут отображать очень много оттенков, а LED отлично дополняет возможности, точно подсвечивая текущее положение пикселей. К тому же, опыт инженеров позволил превратить IPS-матрицы в самые точные дисплеи. Правда, пока дело не касается черного цвета.

Энергопотребление. Жидкие кристаллы, формирующие картинку на IPS экране, почти не потребляют ток. Основным потребителем энергии являются диоды подсветки.

Долговечность. Жидкие кристаллы не подвержены процессу старения и износа. Светодиоды подсветки также обладают огромным ресурсом.

Хорошо видна неравномерность подсветки

Тем не менее, у IPS достаточно много теоретических и фактических недостатков:

Черный цвет. У TN-матрицы не может быть чисто черного цвета: под слоем цветоизлучателя все равно есть подсветка, которая образует шлейф изображения.

Низкая контрастность. Низкая глубина черного не позволяет точно разделять оттенки серого, они смешиваются. К тому же, подсветка имеет узкий диапазон светимости, который приводит к низкой разнице между самым ярким и самым темным пикселями.

Большое время отклика. В данном случае проблема полностью в подсветке: её светодиоды просто не успевают быстро срабатывать.

Особенности AMOLED, о которых нужно знать

Принципиальное устройство AMOLED-экрана

В свою очередь [A]MOLED обладает собственным рядом болезней: независимые светодиоды и вред, и благо. Так, среди плюсов:

Раздельное свечение пикселей. Один пиксель – один светодиод, который не светится при отображении черного, обеспечивая почти бесконечный контраст.

Высокая скорость. Раздельное управление пикселями способствует достижению большей частоты смены кадров, которая достигается довольно сложными схемами управления.

Низкое энергопотребление. Темные участки для AMOLED требуют меньшего потребления энергии, а черные не потребляют ничего. И наоборот, белый цвет крайне разорителен для них.

Неравномерный размер светодиодов приводит к артефактам

Тем не менее, существующие технологии оставляют ряд «детских болезней», которые пока не могут быть устранены.

ШИМ. Все светодиоды светятся импульсами. При низкой яркости дисплея это становится заметно. В IPS это решается рядами синхронной подсветки, но в AMOLED приходится искать баланс: или яркое свечение с синим оттенком (он лучше различим человеческому глазу), или низкая частота «мигания» диодов (высокая нагрузка на глаза).

Баланс белого. Синие светодиоды быстрее выгорают из-за технологических особенностей, поэтому AMOLED-экраны страдают неверным цветоотображением (иногда в качестве превентивных мер).

Эффект памяти. Статичная картинка заставляет органические светодиоды терять яркость, что со временем приводит к появлению артефактов.

PenTile. Попытка решить проблему синих светодиодов привело к использованию разного числа субпикселей. И это видно при низкой яркости.

Как и что будем тестировать?

Для чистоты эксперимента и наиболее корректного сравнения 2 типов экранов будем испытывать смартфоны. Именно они используют наиболее качественные матрицы: маленькие дисплеи проще сделать, чем огромные ТВ-панели.

В роли испытуемых выступят 2 смартфона Xiaomi: в левом углу ринга Mi 8 с AMOLED-матрицей, в правом – упрощенный Mi 8 Lite с IPS-экраном.

Принадлежность устройств одному производителю и поколению даёт примерное представление о развитии технологий в срезе.

Более доступный Mi 8 Lite дешевле не в последнюю очередь благодаря экрану, но для сохранения позиции субфлагман должен оснащаться максимально качественной матрицей. Не хуже, чем у флагмана.

Яркость и особенности работы

IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа)

Экраны смартфонов полностью идентичны по размерам и разрешению, отличаясь только размером «выреза» под фронтальную камеру. Это позволяет детально рассмотреть параметры.

И делать мы это будем не в лабораторных, а в боевых условиях сложного освещения, так нагляднее и интереснее. Особенно когда дело касается наиболее важного: яркости, равномерности подсветки и четкости изображения.

AMOLED-экран Mi 8

Как видно на фото выше, даже OGS-экран (без воздушной прослойки) Mi 8 Lite бликует больше. Причина – 3 слоя экрана: защитное стекло, слой жидких кристаллов, подсветка.

Более равномерная подсветка позволяет достигнуть большей видимой плотности цвета, который на Mi 8 с AMOLED выглядит «жирнее». Все дело в том, что яркость, контраст и динамический диапазон действительно выше даже при сходных уровнях.

IPS-экран Mi 8 Lite

Если обратить внимание, шрифты на AMOLED-экране более четкие, прорисованы резче. Причем и в случаях со сложными цветами, тусклыми оттенками.

Тем не менее, фоновые участки на жидкокристаллическом дисплее проработаны лучше, мягкие переходы ярче и различимее.

Артефакты, которые не видно

AMOLED-экран Mi 8: Pentile

Макроснимки даже при максимальной яркости выявляют недостатки каждого из типа дисплеев.

Матрица из органических светодиодов, использованная Xiaomi, демонстрирует свою структуру. Глаз обычно не замечает неравномерную яркость пикселей, но белый фон и камера проявляют дефект.

Тот самый Pentile, который характерен для всех аналогичных экранов, может быть видимым, или нет. Но так или иначе, эта структура используется во всех массовых дисплеях.

IPS-экран Mi 8 Lite: видимая пиксельная сетка

Жидкокристаллическая матрица показывает свою структуру на любом цвете, при любой яркости. Но пиксельная сетка не напрягает глаза, в отличие от неравномерной яркости.

К тому же, повышение частоты подсветки за 60 Гц практически лишает IPS-панель основного недостатка. У AMOLED этот финт проходит тяжелее, все равно раздражающе действуя на глаза.

Цвет: где правильный?

IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), холодная схема цветов

С цветами разных типов экранов все не так гладко, как кажется. Повсеместно считается, что AMOLED обладает ядовитой гаммой, IPS лучше поддаётся наладке и предлагает максимально точную гамму.

На практике все подтверждается человеческим глазом и оказывается с точностью до наоборот при изучении через оптические приборы.

IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), стандартная схема цветов

Все дело в коварстве покрытий защитного стекла: разработчикам удалось за счет олеофобного покрытия «смягчить» белый на AMOLED-панели Mi 8.

То же покрытие от жирных следов на стекле Mi 8 Lite даёт противоположный эффект, серьезно искажая гамму в холодный спектр.

Подобное поведение проявляется при любых настройках цветовой гаммы. В чем же дело?

IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа), теплая схема цветов

Экран Mi 8 Lite слишком сильно бликует из-за раздельной структуры, тогда как гамма Mi 8 не нуждается в коррекции. Отсутствие прослоек позволяет дисплею показывать то, что предполагали разработчики вне зависимости от внешних условий.

Макрофотографии только подтверждают сказанное. С поправкой на общую яркость, уровни яркости Mi 8 всегда выше.

Посмотрим под углом

IPS-экран Mi 8 Lite: цвета прозрачные, правильный белый

Более тщательное изучение с близкого расстояния меняет позиции жидкокристаллических матриц: теперь AMOLED бликует, IPS – нет.

Только тогда становится понятно, что реальной разницы между балансом белого у экранов нет, всё зависит от внешних искажений и восприятия.

Подбор другого объектива и условий съемки повернет ситуацию в иную сторону. Поэтому именно структура и частота обновления будут определять качество цветопередачи.

AMOLED-экран Mi 8: цвета насыщенные, правильный черный

В данном случае AMOLED придется несладко, поскольку повышение скорости съемки оставит белый цвет белым у IPS, и радужным у матрицы из органических светодиодов.

Возвращаясь к заголовку, придется отметить: видимых проблем при изменении угла обзора нет у матриц обоих типов. Неудивительно, слишком уж высокая частота обновления и плотность пикселей.

При низких разрешениях IPS продемонстрирует проблемы черного именно под углом.

Что выбрать и почему?

IPS-экран Mi 8 Lite (слева), AMOLED-экран Mi 8 (справа)

Подводить итоги сравнения матриц достаточно сложно. Для человеческого глаза в лабораторных условиях изображение на качественной AMOLED и качественном IPS будут полностью идентичны.

Тем не менее, при длительном использовании именно IPS станет самым надёжным. AMOLED, хотя не раздражает на первый взгляд, может приводить к усталости глаз, а также сильнее подвержен выгоранию. Но только в тех случаях, когда используется некачественный экран с низким разрешением и частотой обновления. При прочих равных разницы в качестве изображения нет.

А вот широкое распространение AMOLED-матриц обусловлено 3 причинами: маркетингом, необходимостью снижения себестоимости за счет массового выпуска и энергопотреблением.

Поэтому, если бы не мода, мы все бы продолжали покупать флагманские смартфоны с IPS. И проблем бы не знали.

Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.

🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegramнаш Telegram.
… и не забывай читать наш Facebook и Twitter 🍒

iPhones.ru

Один смартфон — экраны разные. Какой окажется лучше?

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 дисплеевTOLED — 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.Ссылка на обзор мониторов на основе OLED
35
16,5k 35

Если зайти в магазин, торгующий бытовой электроникой, то с большой долей вероятности можно увидеть хотя бы один телевизор с OLED-дисплеем. Именно из-за технологии изготовления экрана такое устройство будет стоить очень дорого. Но почему? Каковы особенности такого дисплея? Ответ — в данной статье

Обратите внимание, что технология OLED в истинном виде используется в основном для производства крупноразмерных ЖК-панелей. То есть, встретить такие экраны чаще всего можно в телевизорах. В портативной электронике обычно используются AMOLED-дисплеи, которые, впрочем, в общих чертах очень похожи. Зато OLED-экран типичен для умных часов и фитнес-браслетов.

Конструкция дисплея

Как и традиционный LCD-дисплей, OLED-панель состоит из множества пикселей, которые и формируют картинку. Однако у более дешевого конкурента есть ещё и слой с подсветкой, здесь же такого элемента нет. Вместо этого каждый пиксель по сути является органическим светодиодом, умеющим испускать свет самостоятельно. То есть, яркость OLED-экрана регулируется попиксельно. У IPS- или TFT-панели в любом случае вся площадь освещается подсветкой, из-за чего контрастность получается далекой от идеала.

image1-12.jpeg

OLED-дисплеи состоят из определенного количества тонких органических пленок, находящихся между двумя проводниками. Именно подача напряжения на проводники заставляет экран излучать свет. Такая конструкция позволяет ещё и без особого труда изгибать дисплей — некоторые производители уже показывали панели, способные скручиваться в трубку. Должно быть, именно за этим будущее OLED-телевизоров. Осталось лишь придумать, как добиться гибкости от процессора, памяти, материнской платы и прочих комплектующих.

image2-13.jpeg

Субпиксели на цветных OLED-панелях могут иметь разное расположение. Сейчас наиболее популярными являются три схемы:

Как бы то ни было, а строение матрицы большой роли не играет — в любом случае экран порадует отличной цветопередачей, высокой контрастностью и меньшей толщиной.

Основные преимущества OLED

Существует множество причин, по которым OLED-дисплеи будут становиться всё более популярными.

image3-14.jpeg

Контрастность у OLED-экранов очень высока

В частности, такие матрицы обладают следующими достоинствами:

Недостатки OLED

Ни одна из технологий производства ЖК-дисплеев не является идеальной. Если говорить об OLED, то на ум приходят следующие ограничения:

AMOLED vs OLED

Если приводить сравнение с AMOLED-матрицей, то особых отличий увидеть невозможно. Дело в том, что это фактически две технологии под одним названием. Просто OLED-экран, как рассказано выше, может отображать картинку разными способами. AMOLED же подразумевает единую технологию, и такие дисплеи являются строго компактными, что позволяет использовать их лишь в портативной электронике.

Также нельзя не отметить, что AMOLED-экраны в достаточных количествах производятся лишь компанией Samsung. Что касается OLED, то по этой технологии создают свои экраны разные технологичные гиганты. Впрочем, эти слова соответствуют истине только в случае OLED-панелей для носимой электроники. Если же говорить о крупноразмерных дисплеях для телевизоров, то здесь пальму первенства держит компания LG Electronics.

Устройства с OLED-экраном

Данная технология не является новой. Первые экраны на её основе были изготовлены много лет назад. Но долго время такие панели имели ограниченный набор цветов, а ещё чаще дисплеи вовсе были монохромными. Цветные же матрицы начали использоваться относительно недавно — в основном такими панелями наделяются телевизоры. Чаще всего это весьма дорогостоящие модели, ценник которых варьируется от 150 тыс. до 1,5 млн рублей.

Другая категория товаров, где регулярно встречается OLED-экран — это носимые гаджеты. В частности, сейчас за очень небольшие деньги можно купить умные часы и фитнес-браслеты. Таким устройствам подобный дисплей необходим ради снижения толщины и уменьшения энергопотребления. Стандартный IPS-экран применять в этих гаджетах нельзя, иначе заряд аккумулятора будет таять на глазах. Наиболее популярным фитнес-браслетом с OLED-дисплеем является Xiaomi Mi Band 2. Само собой, экран здесь является монохромным. Но это не мешает устройству показывать всю самую нужную информацию.

Ну а смартфоны с OLED-дисплеем фактически не существуют. Практически все производители без исключения сделали ставку на AMOLED — фирменную технологию от Samsung. И это несмотря на то, что в начале 2000-ых годов существовали кнопочные телефоны с OLED-дисплеем. По всей видимости, многие компании так и не смогли наладить производство таких экранов в компактном форм-факторе в промышленных масштабах. Да и не было в этом большого смысла, ведь IPS-дисплеи обходились гораздо дешевле, что положительно сказывалось на ценнике итогового устройства.

Заключение

Прогнозировать дальнейшее развитие OLED-технологии крайне сложно. Основанные на ней экраны уже умеют отображать практически идеальную картинку. Теперь дело за малым — наладить массовое производство сразу нескольким компаниям, что привело бы к конкуренции и снижению цен на конечную продукцию. Тогда OLED-дисплеи начнут появляться и в тех телевизорах, стоимость которых не заставляет хвататься за сердце.

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Андрей Ульянов
Наш эксперт
Написано статей
168
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации