Тип дисплея oled. В чем отличие LED и OLED телевизоров. Принцип работы и технология изготовления

OLED (органический светодиод) называют будущим телевизионных технологий, которое обещает насыщенные цвета, включая глубокий чёрный, и сокращение размытия в движении.

Может показаться, что новая технология не сильно отличается от более распространённых на рынке LED-панелей. Но слово «органический» подразумевает разницу в самом способе представления изображений на экране.

В чём достоинства OLED-экранов?

LED-экран - жидкокристаллический дисплей с улучшенной светодиодной подсветкой. В современных LCD-телевизорах жидкие кристаллы вращаются под действием электричества и пропускают свет через каждый пиксель изображения. Свет проходит через фильтры (красный, синий и зелёный) и при их смешении даёт в результате цвета от самых тёмных до белого. Если все кристаллы поворачиваются так, чтобы не пропускать ни одного из трёх цветов, то на выходе получается чёрный цвет.

У кристаллов есть свои преимущества: низкая стоимость, тонкость и лёгкость материалов, но есть и важный недостаток - уровень чёрного цвета. Кристаллы перекрывают свет, но подсветка продолжает работать. Свет падает на «чёрные» пиксели, что делает тёмное изображение блеклым.

В OLED-экранах нет - каждый отдельный пиксель излучает свет самостоятельно во время подачи на него электрического тока. Если пиксель не получает электричества, то мы видим отсутствие света - настоящий чёрный цвет.

Абсолютно нулевые значения для цвета и яркости изменяют восприятие контрастности. На OLED-дисплее даже минимальное количество света в тёмных частях изображения воспринимается ярче по сравнению с LED-экранами. Кроме того, пиксели в OLED-экранах могут практически моментально изменять цвет в отличие от задержки на LED-панелях, для активации и движения кристаллов которых требуется больше времени.

Ещё одно достоинство OLED-технологии, которое вытекает из уровня чёрного и контрастности, - реалистичные насыщенные цвета.

Выгорают ли пиксели на OLED-экранах?

На старых плазменных телевизорах могли выгорать пиксели в тех частях экрана, где долгое время располагалось что-то статичное, например логотип канала или меню видеоигры. Следы от таких объектов могли навсегда «отпечататься» на дисплее, поэтому производители добавляли специальные инструменты в настройки телевизоров, чтобы этого можно было избежать.

Для OLED-экранов это не характерно, но если статичное изображение оставить на несколько часов подряд, то оно может «зависнуть», оставив едва заметный след, примерно на час, а затем полностью исчезнет. Ничего страшного с телевизором не случится.

Насколько OLED-дисплеи яркие?

Если на есть наклейка Ultra HD Premium, то его пиксели должны достигать минимального порога яркости. Это значение может быть разным, в зависимости от глубины чёрного цвета. Если уровень чёрного цвета в OLED-панели находится где-то между 0,0005 и 0,5 кд/м 2 , то максимум яркости для такого телевизора должен начинаться от 1 000 кд/м 2 . Но если экран способен на ещё более тёмный цвет, то его максимум может начинаться уже от 540 кд/м 2 .

Яркость OLED-телевизора воспринимается в зависимости от места, где вы его расположите, поэтому в комнате с ярким светом преимущества экрана на органических светодиодах не будут сильно заметны. Недорогие OLED-панели выдают яркость на уровне 700–800 кд/м 2 , тогда как LED-телевизоры способны на большее - 1 400–1 500 кд/м 2 .

В этом году появятся новые модели OLED-телевизоров c яркостью до 2 000 кд/м 2 , но их цена вряд ли порадует покупателей.

При максимальной яркости экрана в 800 кд/м 2 его преимущества над жидкокристаллическими телевизорами заметны ночью при слабом свете или днём с закрытыми шторами. Стоит только приглушить свет, как влияние чёрного цвета на качество изображения становится очевидным.

Однако глубокий чёрный цвет - это не волшебная сила, преображающая любой фильм на экране. Иногда, например в стриминговых сервисах, чёрный цвет может кодироваться не как полное отсутствие света, а как его более светлый вариант.

В чём недостатки OLED-технологии?

Как и в случае с качеством отображения цветов, сокращение размытия при движении зависит от исходного содержимого. Теоретически OLED-технология превосходит LCD и LED-стандарты в передаче движения.

На практике только специально подготовленные файлы и режим сокращения размытия приводят к заметным результатам. Динамичные фильмы с частотой изображения 24 кадра в секунду не подойдут. В то же время довольно трудно найти видео в 4K-разрешении, с реалистичными цветами и высокой частотой кадров одновременно, чтобы оправдать покупку дорогой OLED-панели.

Покупать OLED-телевизор или нет?

Пока что для большинства покупателей ответ отрицательный. Если вам не нужна обязательная поддержка стандартов HDR-10 или Dolby Vision, то вы можете потратить гораздо меньшую сумму на LED-телевизор с 4K-разрешением, низким уровнем размытия и задержки входного сигнала. Вы не получите максимально сочную картинку, но сможете, например, приобрести хорошую аудиосистему.

Если вы всё-таки хотите приобщиться к миру , то в этом случае лучше выбрать OLED-экран, но придётся правильно его откалибровать. Для больших помещений такие телевизоры покупать невыгодно, только если у вас не найдётся больше 20 000 долларов на 77-дюймовую модель LG.

Низкий уровень размытия и яркие цвета OLED-панелей также хорошо подойдут для игр, но стоит учитывать более высокую задержку входного сигнала, что сказывается на отзывчивости управления и особенно критично в сетевых играх. Эту проблему производители уже начали решать обновлениями прошивок.

HDR-стандарт и OLED-технологии удивят вас качеством изображения уже сейчас, но подходящего для них контента пока ещё мало.

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.

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.

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.

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.

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

• Первая является традиционной, когда картинка формируется при помощи трёх органических светодиодов - красного, зеленого и синего цвета.
• Второй вариант предполагает использование голубых эмиттеров и специальных люминесцентных материалов, которые преобразовывают коротковолновое излучение в длинноволновые - зеленый и красный цвета.
• Третья модель используется реже, проигрывая по энергоэффективности - такой OLED-экран предполагает применение трех белых эмиттеров, свет от которых затем проходит через цветные фильтры.

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.

Контрастность у OLED-экранов очень высока

В частности, такие матрицы обладают следующими достоинствами:

• Картинка не имеет искажений при любом угле обзора;
• Отсутствие отдельного слоя с подсветкой положительно сказывается на энергопотреблении;
• Такие экраны имеют минимальную толщину, в связи с чем уменьшаются и физические размеры конечного устройства;
• Контрастность получается практически идеальной, ведь при показе черных цветов подсветка фактически полностью гаснет;
• Технология OLED позволяет выводить большее количество цветов.

Недостатки OLED

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

• Купить устройство с таким экраном гораздо сложнее по причине очень высокой стоимости (речь в данном случае идет не о носимой электронике, а о телевизорах);
• Ранние OLED-дисплеи грешили недолгим сроком службы светодиодов синего цвета, составляющим от двух до трёх лет - сейчас эта проблема почти полностью решена (в том числе программным методом, когда другие цвета постепенно начинают подстраиваться под ослабевшего собрата).

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.

Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) - органический светодиод) - полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев .

1.5-дюймовый OLED-дисплей

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 действие 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.

Схема 2х слойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Эмиссионный слой, 3. Выделенное излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+)

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.

Преимущества в сравнении c Плазменными дисплеями

• меньшие габариты и вес

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
• 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, CRT 2000:1)

Углы обзора. Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым углом, причем без потери качества изображения.

Энергопотребление. Достаточно низкое энергопотребление - около 25Вт (у LCD - 25-40Вт). КПД OLED-дисплея близко к 100 %, у LCD −90 %. Энергопотребление же 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.

История

Андрэ Бернаноз (André Bernanose) и его сотрудники открыли электролюминесценцию в органических материалах в начале 1950-ых, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким плёнкам красителя акридинового оранжевого и хинакрина. В 1960-м исследователи из компании Dow Chemical разрабатывали управляемые переменным током электролюминесцентные ячейки, используя допированный антрацен .

Низкая электрическая проводимость таких материалов ограничивала развитие технологии до тех пор пока не стали доступными более современные органические материалы, такие как полиацетилен и полипиррол. В году в ряде статей учёные сообщили о том, что они наблюдали высокую проводимость в допированном йодом полипирроле. Они достигли проводимости 1 См /см . К сожалению, это открытие было «потеряно». И только в году исследовали свойства бистабильного выключателя на основе меланина с высокой проводимостью во «включенном» состоянии. Этот материал испускал вспышку света во время включения.

Объём продаж

Рынок OLED-дисплеев медленно, но уверенно растёт. Так, с апреля по июнь 2007 года рост продаж составил + 4 %, за год прибавив 24 %, и достиг $123,4 млн (Объём продаж в г. был ~$85 млн).

По расчётам некоторых аналитиков, объём рынка органических дисплеев вырастет до 3,7 миллиардов долларов до 2010 года. В 2008 году объёмы производства OLED по прогнозам будут увеличены до 18 тыс. шт ежемесячно. В 2009 году объемы выпуска увеличатся до 50 тыс., а к 2010 году - до 120 тыс. в месяц.

Перспективы развития и области применения

На сегодняшний день OLED-технология применяется многими разработчиками узкой направленности, например, для создания приборов ночного видения. Дисплеи OLED встраиваются в телефоны, цифровые камеры и другую технику, где не требуется большого полноцветного экрана. Также есть и мониторы на основе органики, например Samsung активно ведет разработки в данной области (предел в 40 дюймов достигнут). А Epson ещё в 2004 году выпустила 40-дюймовый дисплей. Успех можно объяснить тем, что технология производства таких дисплеев похожа на технологию печати в струйном принтере, а в этом деле компания имеет большой опыт.

Последние достижения

Разработки Sony

Другие компании

Смартфон Nokia N85, анонсированный в августе 2008 и поступивший в продажу в октябре 2008 г. - первый смартфон от финской компании с AM-OLED дисплеем, не очень дорогой аппарат «всё в одном».

Клавиатура Оптимус Максимус (Студия Лебедева), выпущенная в начале 2008 с использованием 48×48-пиксельных OLED-дисплеев (10.1×10.1 мм) для клавиш.

OLED может использоваться в Голографии с высокой разрешающей способностью (Volumetric display). Professor Orbit показал 12 мая 2007 на ЭКСПО Лиссабон трехмерное видео (потенциальное применение этих материалов).

OLEDs может также использоваться как источники света. Эффективность OLED и продолжительность работы уже превышают таковые у ламп. OLED находят применение как источник общего освещения (ЕС - проект OLLA).

11 марта 2008 Дженерал Электрик (GE Global Research) продемонстрировало первый успешный рулонно-изготовленный OLED, как главный успех на пути к эффективному по затратам производству коммерческой технологии OLED. 4-х летняя научно-исследовательская работа обошлась в $13 миллионов (Energy Conversion Devices, Inc и Национальный Институт Отдела американской Торговли Стандартов и Технологии (NIST), GE Global Research) .

Chi Mei EL Corp of Tainan (Корпорация Тайнаня), продемонстрировала 25" (дюймовые) низко-температурные прозрачные кремниевые Active Matrix OLED в Society of Information Displays (SID) на конференции в Лос-Анджелесе, США 20-22 мая 2008.

Технология OLED, предполагающая производство экранов на органических светодиодах, — далеко не новичок на рынке потребительской электроники. Мобильные телефоны, в которых в том или ином виде использовались OLED-дисплеи, выпускаются с 2001 года. Однако сегодня, когда OLED-телевизоры производства Samsung и LG всё чаще становятся ключевыми экспонатами различных выставок, интерес потребителей к этой технологии возрастает день ото дня, порождая всё новые и новые вопросы.
Так что же делает телевизор с экраном на органических светодиодах (OLED) лучше, чем телевизор с экраном на обычных светодиодах (LED) или с экраном на жидких кристаллах (LCD)? В чём преимущество технологии OLED? Есть ли у неё недостатки? Ответы на эти и другие вопросы мы постараемся изложить для вас понятным языком.

Что такое LED?

Аббревиатура LED означает «светодиод». Это маленькие твердотельные элементы, которые превращают движение электронов через полупроводник в световое излучение. В сравнении с лампами накаливания и флуоресцентными лампами светодиоды достаточно малы, однако излучаемый ими свет отличается большой яркостью. Впрочем, размер светодиода всё же недостаточно мал для того, чтобы использовать отдельный такой элемент для каждого пикселя телевизионной картинки – с этой точки зрения они, увы, великоваты. Поэтому светодиоды используются исключительно в виде подсветки в телевизорах с жидкокристаллическими экранами.

Что такое OLED?

Аббревиатура OLED означает «органический светодиод». Говоря очень упрощённо, органические светодиоды производятся из специальных органических компонентов, которые подсвечиваются, когда через них проходит электричество. На первый взгляд может показаться, что разница между OLED и LED не так уж велика, однако органические светодиоды могут быть очень тонкими, маленькими и гибкими. На экране телевизора, который сделан на основе органических светодиодов, каждый отдельный пиксель высвечивается сам по себе, независимо от других.

Так что же лучше – OLED или LED/LCD?

В плане качества OLED-телевизоры превосходят LED/LCD-экраны практически по всем параметрам. Однако качество картинки – это не единственный показатель, общая картина гораздо более многогранна. Поэтому мы предлагаем вам по пунктам, шаг за шагом рассмотреть все параметры, которые следует учитывать при сравнении OLED- и LED-телевизоров.

Цветовое пространство – победитель: OLED

Недавно представленные модели OLED-телевизоров способны передавать более широкую гамму цветов, чем LED/LCD-телевизоры. Говоря упрощённо, OLED-телевизоры способны воспроизводить более тонкие оттенки цветов из видимого спектра.

Время отклика – победитель: OLED

Несмотря на то, что технические параметры LED/LCD-телевизоров постоянно совершенствуются, технология OLED просто-таки выталкивает их на обочину в гонке показателей, характеризующих время отклика. Фактически, технология OLED предлагает самое быстрое время отклика по сравнению со всеми прочими телевизионными технологиями, используемыми на сегодняшний день. Таким образом, органический светодиод является неоспоримым победителем в этом забеге. Чем быстрее время отклика – тем меньше размывание движения, тем меньше на экране артефактов (вне зависимости от источника сигнала).

Уровень чёрного цвета – победитель: OLED

Способность дисплея идеально воспроизводить «глубокий» чёрный цвет является важнейшим фактором, обеспечивающим отличное качество изображения. Чем темнее на экране чёрный цвет – тем выше контрастность изображения и насыщеннее цветовая гамма (среди прочих параметров), что в свою очередь делает изображение более реалистичным и завораживающим. Если говорить о сравнении качества отображения чёрного цвета, то здесь OLED-технология является бесспорным чемпионом.
LED-дисплей – это дисплей, в котором используется светодиодная подсветка жидкокристаллической панели. Даже при использовании современных технологий затемнения, затемняющих светодиоды, которым не нужно светить на полную мощность, LED-телевизоры не справляются с задачей воспроизведения тёмно-чёрного цвета. К тому же они страдают от некоторого непроизвольного свечения по краям.
Телевизоры на органических светодиодах не подвержены воздействию ни одной из указанных выше проблем. Если на OLED-пиксель не поступает электричество, он не излучает абсолютно никакого свечения и соответственно остаётся чёрным, как антрацит.

Яркость – победитель: LED/LCD

(с небольшим отрывом)

Если говорить о яркости, то здесь LED-телевизоры имеют пусть и небольшое, но преимущество. Светодиоды являются идеальными источниками излучения чрезвычайно яркого света. Экран OLED-телевизора может также быть весьма ярким. Однако регулярные включения органического светодиода, формирующего пиксель, на максимальную яркость не только сокращают срок жизни данного пикселя, но и увеличивают период времени, который необходим для возвращения данного пикселя в режим чёрного цвета.

Углы обзора – победитель: OLED

На данный момент это довольно сложный вопрос для обсуждения, поскольку OLED-телевизоры, продающиеся в супермаркетах электроники, являются телевизорами с изогнутыми экранами. Поэтому, несмотря на тот факт, что OLED-телевизоры по идее должны предложить нам идеальный угол обзора исходя из того факта, что органические светодиоды всё же излучают свет, а не пытаются его блокировать (как это происходит в LED/LCD моделях), изогнутость экрана имеет свои нюансы, обуславливающие ряд сложностей. Прежде всего, сторона, которая изогнута по направлению от внеосевого зрителя, будет менее видимой, чем сторона, изогнутая по направлению к этому зрителю. Во-вторых, изогнутость экрана приводит к тому, что его антибликовое покрытие может несколько изменять оттенки цветов картинки при её просмотре с острых углов. Но даже с учётом всего сказанного выше технология OLED всё же находится в более выигрышной позиции по данным показателям и является неоспоримым победителем.

Размер – победитель: LED/LCD

(по состоянию на 2014 год)

Однажды (мы надеемся, что нам не придётся очень долго ждать этого дня) каждый из нас сможет свободно мечтать об обладании 80-дюймовым OLED-телевизором. Но сегодня, увы, наши мечты имеют ограничение в 55 дюймов. В то же время корпорация Sharp производит LED/LCD TV телевизоры с диагональю экрана 90 дюймов – этаких мамонтов телевизионного мира (если говорить о размерах), которые можно купить уже сегодня, хотя их цена столь же высока, как и цены на OLED-модели.
Откровенно говоря, тот факт, что размеры экранов OLED-телевизоров, несмотря на все трудности и проблемы, с которыми столкнулось производство на начальном этапе, выросли до 55 дюймов, уже является весьма показательным. Однако сегодня, когда 55-дюймовый OLED-дисплей стал реальностью, очень даже возможно, что продвижение к покорению новых высот в плане размеров экранов пойдёт более быстрыми темпами.

Габариты, вес, потребляемая мощность – победитель: OLED

Панели на органических светодиодах необычайно тонкие и при этом не требуют никакой дополнительной подсветки. А стало быть, исходя из этого, OLED-телевизор, как правило, легче и значительно тоньше своего собрата — LED/LCD телевизора. Кроме того, OLED-телевизор потребляет меньше электроэнергии, что делает его использование более эффективным.

Выгорание экрана – победитель: LED/LCD

Данный раздел мы писали с огромной неохотой. Во-первых, потому что «выгорание» — это не совсем правильный термин (это лишь ухудшение качества), и во-вторых, потому что большинство пользователей не столкнётся с данной проблемой.
С эффектом, который получил название «выгорание экрана», мы впервые столкнулись в те времена, когда телевизоры были громоздкими ящиками, в основе которых лежала электронно-лучевая трубка. В те времена длительное отображение на экране такого телевизора статичной картинки приводило к «выгоранию» её контуров на экране. Однако на самом деле это происходило из-за того, что длительное, непрерывное свечение фосфорного покрытия задней стенки телевизионного экрана приводило к тому, что это самое покрытие быстро изнашивалось, что, собственно, и было причиной появления на экране как бы выгоревшей картинки. Мы думаем, что этот эффект следовало бы назвать как-то иначе. Но, как говорится, «маємо те, що маємо».

Плазменные и OLED панели подвержены той же проблеме, поскольку компоненты, излучающие свет, со временем изнашиваются. Если держать тот или иной пиксель включённым в течение длительных промежутков времени, его свечение начнёт тускнеть раньше отведённых ему сроков жизни и определённо раньше других пикселей, менее используемых. Что, в общем-то, создаст определённые проблемы для всего экрана. Впрочем, в реальности мало кто из зрителей может столкнуться с этой проблемой. Вы ведь не будете специально «насиловать» свой телевизор, чтобы эта проблема случилась? Даже «ярлычок» в виде графического логотипа, используемый большинством телеканалов, время от времени исчезает с экрана, давая создающим его пикселям необходимое время для отдыха, что поможет избежать выгорания. Для того чтобы эта проблема возникла, вам придётся смотреть канал «СТБ» круглые сутки, дни и ночи напролёт, на протяжении многих недель, на максимальном уровне яркости. Но даже и это не обязательно приведёт к тому, что логотип канала «выжжет» формирующие его пиксели.
Но раз уж такая проблема потенциально существует, её следует упомянуть. И поскольку LED/LCD телевизоры не подвержены выгоранию, именно они и выигрывают по данному показателю технически.

Цена – победитель: LED/LCD

В настоящее время, если вы захотите приобрести себе OLED-телевизор, он обойдётся вам либо в 9 000 долларов (модель производства Samsung), либо в 15 000 долларов (модель от LG). Будет удивительно, если в течение ближайших месяцев LG не снизит цену на свой OLED-телевизор. Но в любом случае, даже 9 000 долларов это слишком большая цена за телевизор. И даже при том, что вы можете потратить значительную сумму денег на приобретение телевизора с большим экраном, подавляющее количество телевизоров с диагональю 55-65 дюймов обойдётся вам примерно вдвое дешевле (и это как минимум), чем OLED-телевизор. Таким образом, если вопрос доступности по деньгам является для вас ключевым фактором при выборе телевизора, то наиболее оптимальным вариантом для вас будет покупка LED/LCD-модели. И, скорее всего, такая ситуация с ценами сохранится как минимум в течение нескольких ближайших лет.

Сроки жизни – победитель: LED/LCD

(по состоянию на 2014 год)

Если говорить о сроках жизни OLED-телевизоров, то в виду относительной молодости данной технологии давать какие-либо чёткие ответы достаточно сложно. Однако мы можем делать некоторые предположения, которые основаны на том факте, что компонент, используемый в органическом светодиоде для передачи голубого света, обладает относительно небольшим сроком жизни. И это даёт некоторый повод для беспокойства, поскольку при ухудшении качества передачи одного цвета пострадает вся гамма. Компания Samsung, похоже, пытается решить данную проблему, используя «голубой пиксель», вдвое превышающий размеры других цветовых пикселей, и снижая подаваемое на этот пиксель напряжение. Компания LG использует белые суб-пиксели и устанавливает цветовые фильтры над ними, чтобы получить желаемые красный, зелёный и голубой цвета. Возможно, эти ухищрения принесут свой результат, однако лишь время и широкое использование OLED-телевизоров смогут показать, насколько высокий запас прочности имеет экран на органических светодиодах и сколько лет он сможет проработать. Исходя из этого, мы решили присудить звание победителя в этом параметре LED/LCD-телевизорам, поскольку сроки их жизни более-менее известны и являются вполне приемлемыми.

У нас есть победитель! Подождите… Победитель ли?

По качеству изображения OLED-телевизор совершенно не оставляет никаких шансов на победу LED/LCD. На то же самое способна и плазма, если уже на то пошло. Однако если главным для вас является именно качество изображения, вам придётся пойти на множество компромиссов. Вам придётся смириться с ограничением размеров экрана в 55 дюймов, в то время как ваши соседи будут хвалиться новым 70-дюймовым телевизором. Вам придётся смириться с тем фактом, что купленный сегодня за сумасшедшие деньги OLED-телевизор через несколько лет будет стоить намного дешевле. Вам придётся смириться с тем фактом, что вы не сможете повесить свой телевизор на стену, в то время как те люди, которые дорастут до покупки своей первой OLED-модели через каких-то два года смогут стать обладателями гораздо более тонкого телевизора, который будет просто таки сливаться с интерьером их гостиной. И, наконец, вам придётся сдерживать свои эмоции, стараясь не думать о том, что ваш телевизор может не протянуть и десяти лет.
Таким образом, встаёт главный вопрос: если всё же деньги для вас не проблема, стоит ли покупать OLED-телевизор уже сегодня, или всё же лучше подождать несколько лет?