технология экрана oled что это такое
OLED или QLED: какая технология лучше?
Сохранить и прочитать потом —
Телевизионные технологии сегодня переживают период затишья. Ultra HD 4K уже вполне освоилась на рынке, HDR набирает темпы, а потоковая трансляция обеспечивает практически безграничную доступность контента в любое время и в любых условиях.
Однако путаницы меньше не становится: новые аббревиатуры и маркетинговые обозначения сыплются как конфетти на свадьбе директора компании по производству конфетти.
Разобраться в них временами бывает непросто, и чаще всего виной тому именно уловки маркетологов – в особенности из лагеря QLED. В чем же разница между OLED и QLED?
OLED: за и против
OLED (Organic Light-Emitting Diode – органический светодиод) – это технология создания дисплеев, основанная на том, что органическая пленка на углеродной основе помещается между двумя проводниками, пропускающими электрический ток, из-за которого пленка излучает свет.
Главное отличие этой технологии в том, что свет испускается каждым пикселем в отдельности, так что яркий белый или красочный цветной пиксель может находиться рядом с пикселем черного или совершенно другого цвета, и они не будут влиять друг на друга.
Это отличает их от традиционных ЖК-панелей, которые оснащаются специальной подсветкой, свет от которой проходит через слой пикселей.
Несмотря на множество попыток улучшения, ни одному телевизору с подсветкой не удалось полностью избавиться от проблем просачивания света от ярко освещенного пикселя к его соседям.
«С LG OLED55B7V вы всегда будете чувствовать, что видите в точности то, что было задумано»
Другими преимуществами технологии OLED являются более тонкие и легкие панели по сравнению с ЖК-телевизором со светодиодной подсветкой, значительно более широкий угол просмотра и намного более короткое время отклика.
А главный недостаток OLED – высокая стоимость их производства. Цены постепенно становятся более реалистичными – в немалой степени благодаря компании LG, единственному на данный момент производителю OLED-панелей для телевизоров, продающему их другим брендам ТВ (таким как Sony и Panasonic), повышая объем производства и конкуренцию на рынке – однако OLED-телевизоры по-прежнему остаются значительно более дорогими, чем модели на базе других технологий.
Кроме того, на данный момент в продаже нет OLED-телевизоров с диагональю меньше 55 дюймов.
И, наконец, OLED-телевизоры пока не могут сравниться пиковой яркостью с лучшими моделями с подсветкой.
QLED: за и против
Единственный крупный производитель, не пожелавший использовать технологию OLED – это Samsung, который предпочел альтернативную разработку под названием QLED.
Технология QLED (Quantum-dot Light-Emitting Diode – светодиод на квантовых точках) теоретически имеет много общего с OLED, поскольку в ней каждый пиксель также излучает собственный свет, в данном случае при помощи квантовых точек – крошечных фрагментов полупроводников размером всего несколько нанометров.
«Самое большое преимущество ЖК-телевизоров со светодиодной подсветкой относительно OLED-моделей – их яркость»
Теоретически такие квантовые точки способны создавать невероятно яркие, живые и разнообразные цвета, превосходя в этом отношении даже OLED.
Проблема заключается в том, что квантовые точки в современных QLED-телевизорах не излучают свет; им приходится полагаться на подсветку, также как панелям обычных ЖК-телевизоров со светодиодной подсветкой.
Впрочем, квантовые точки все же повышают яркость и управляемость цветов по сравнению с ЖК; однако это все же не та революционная технология нового поколения, какую все ожидали от QLED – это скорее модификация технологии, которую компания Samsung использовала в 2016 году.
«Телесные тона [у Panasonic TX-55EZ95B] отменно сбалансированы, они отличаются естественностью цветов и тонкой проработкой»
Но не стоит списывать QLED-технологию со счетов только потому, что она не соответствует изначальным обещаниям, связанным с применением квантовых точек. Судя по уже изученным нами моделям, у QLED-телевизоров значительно более яркая и живая картинка, чем у их OLED-конкурентов.
Однако потребность в дополнительной подсветке означает, что нам придется мириться с компромиссами ЖК-технологии, на которые мы жаловались столько лет. И, конечно, QLED-панели с подсветкой не способны быть таким сверхтонкими, как OLED – например, «телевизор-обои» LG OLED65W7.
Но главная проблема этого подхода в том, что для освещения небольших ярких объектов в центре экрана приходится существенно повышать общий уровень подсветки, что негативно влияет на глубину черных областей изображения.
Способность OLED-панелей подсвечивать каждый пиксель в отдельности обеспечивает им значительное преимущество в этом отношении. Несмотря на то, что общая яркость у них неизбежно ниже, контрастность просто великолепна.
Если изображение состоит из очень темных и очень ярких элементов, OLED-телевизорам намного эффективнее удается сочетать их, что демонстрируют Sony KD-55A1 и LG OLED55B7V.
Идеальная технология будет сочетать яркость и красочность современных QLED-телевизоров с качеством черного цвета и несравненной контрастностью OLED-панелей, и большинство специалистов считают, что это сочетание будет достигнуто в следующем поколении панелей, у которых квантовые точки будут излучать свет по отдельности – и некоторые производители, включая LG, по слухам, уже работают над этим.
Даже на Samsung QE55Q7F временами заметно, что уровень темноты в этих областях (особенно это касается черных полос над и под изображением при просмотре фильма) меняется в зависимости от действия на экране, и это может раздражать.
Окончательный вердикт
Долго ли ждать до появления этого следующего поколения QLED-моделей, пока неясно. Так что сегодня покупателям телевизоров придется выбирать один из двух компромиссных вариантов по своему вкусу.
Судя по уже знакомым нам моделям, более естественное и реалистичное изображение OLED-телевизоров представляется более привлекательным, чем энергичность QLED-конкурентов.
Однако актуальная линейка Samsung заметно дешевле OLED-моделей 2017 года, так что многие потенциальные потребители могут предпочесть QLED-телевизор.
Экраны смартфонов: IPS или OLED — что лучше?
Содержание
Содержание
При выборе смартфона у покупателя может возникнуть вопрос: какой тип экрана выбрать — IPS или OLED? Эта характеристика важна: от нее зависит комфорт использования смартфона. Давайте разберемся, чем отличаются типы экранов.
Как устроен IPS-экран?
IPS (In-Plane Switching) дословно расшифровывается как «переключение в плоскости». Жидкие кристаллы, которые используются для передачи картинки, расположены параллельно панели. Под кристаллами есть слой, подсвечивающий их. Благодаря этому при повороте экрана картинка не искажается, цветопередача страдает меньше, а яркость и контрастность будут лучше.
IPS-экраны снабжены подсветкой, благодаря чему они более комфортны при использовании под ярким солнечным светом. Свет, который генерируют органические светодиоды OLED-дисплея, не способен так качественно противостоять яркому освещению.
Плюсы технологии IPS
Минусы технологии IPS
Как устроены OLED/AMOLED-экраны?
OLED (Organic Light-Emitting Diode) — дословно «органические светодиоды». Экраны OLED не имеют дополнительной подсветки. Органические светодиоды, встроенные в экран, сами испускают свет под действием электричества.
Строение такого дисплея похоже на тонкий бутерброд. Он состоит из нескольких слоев — изоляции сверху и снизу, затем катода и анода, проводящих электричество, а между ними — излучающий и проводящий слои. Благодаря такому строению каждый светодиод может испускать свет отдельно от других. Поэтому можно отключать часть экрана, отвечающую за показ черного цвета. Для сравнения вспомните IPS, где подсветку невозможно отключить частично. Только всю сразу — тогда экран погаснет.
Поскольку в OLED каждый светодиод генерирует собственный свет и цвет, дисплей не требует дополнительной подсветки, что, в свою очередь, снижает его энергопотребление в отличие от IPS, дополненного подсветкой.
OLED-дисплеи излучают свет, выделяя лишь небольшое количество тепла. Энергопотребление такого экрана будет неравномерным, поскольку энергию потребляют лишь активные светодиоды, излучающие цвета. При этом темные оттенки будут потреблять меньше энергии, а черные — не потреблять ее совсем. Именно по этой причине для экономии энергии у OLED-экранов рекомендуют использовать темные темы и заставки.
OLED-дисплей тоньше, чем IPS. Кроме того, он отличается гибкостью, что позволяет не только изготавливать более тонкие смартфоны, но и создавать модели с изогнутым или складным экраном. Жесткая кристаллическая структура IPS не позволяет встраивать такие дисплеи в новые форм-факторы.
AMOLED (Active Matrix Organic light-Emitting Diode) — дословно «органические светодиоды с активной матрицей». Это улучшенная разновидность OLED-дисплеев, запатентованная фирмой Samsung. В этом сравнении мы не будем затрагивать дисплеи AMOLED. Узнать особенности работы такой матрицы можно в другом материале блога.
Плюсы технологии OLED
Возьмем iPhone 11 и 11 Pro. Они обладают почти одинаковыми характеристиками, но имеют разные типы экранов:
| Характеристика, влияющая на энергоэффективность | iPhone 11 | iPhone 11 Pro |
| Процессор | Apple A13 Bionic | Apple A13 Bionic |
| Диагональ экрана | 6,06″ | 5,85″ |
| Тип матрицы | IPS | OLED |
| Емкость аккумулятора | 3110 | 3190 |
При этом iPhone 11 (IPS) выдает до 17 часов воспроизведения видео и до 10 часов видео в режиме стриминга. А iPhone 11 Pro (OLED) — до 18 часов воспроизведения видео и до 11 часов в режиме стриминга. Разница небольшая, но на практике вполне ощутимая.
Минусы технологии OLED
Визуальное сравнение
Для сравнения матриц возьмём HUAWEI nova 5T и HUAWEI P40 Pro. Параметры их экранов — в таблице.
На смартфонах стоит максимальная яркость, отключена автояркость, настройки цветопередачи — по умолчанию.
Начнем с окна настроек.
При изменении угла наклона заметно, что IPS сильнее искажает цветопередачу. Например, значки «Уведомления» и «Другие соединения» стали выглядеть более красными и темными.
Также OLED выигрывает по яркости и контрастности.
Цветы более яркие и чуть более насыщенные на OLED (справа). Это заметно и по горе на заднем плане — она не столь тенистая.
Сравним однотонные фоны
Белый цвет на OLED более яркий, зато слегка зеленит. IPS ушел в более холодные тона и показывает синеватый цвет. Это нормально — экран может отклоняться в теплые или холодные оттенки, что легко поддается настройке во встроенном приложении. А зеленые оттенки — уже не норма.
Такая же тенденция наблюдается в других однородных фонах. Красный на IPS выглядит более вишневым, а на OLED — ярким.
Желтый цвет на обоих экранах немного уходит в зеленый. Эффект усиливается, если посмотреть на экраны под углом. IPS теряет яркость, зато сохраняет естественную гамму, а OLED показывает салатовое изображение вместо желтого.
Зеленый, голубой и синий цвета. IPS более темный, особенно под углом. OLED — светлый, под углом он не теряет яркости.
Фиолетовый цвет стал сиреневым на OLED. Если смотреть на IPS прямо, такой эффект тоже есть, но выражен он меньше.
На этой фотографии на обоих смартфонах включен черный фон. Кажется, что OLED-экран вообще выключен — он действительно темнее, чем IPS.
Сравним ШИМ на экранах
На первом видео активируем «Снижение мерцания» для OLED.
Можно заметить, что при снижении яркости появился ШИМ. Он выглядит как очень частое мерцание, но время от времени по экрану пробегают и полосы, подобные тем, что были показаны выше.
Теперь при снижении яркости появился ШИМ. Он выглядит как очень частое мерцание, но бывают и бегущие по экрану полосы, о которых мы говорили выше.
Выводы
У пользователей с повышенной чувствительностью к ШИМу фактически не остается выбора — в таком случае комфортно работать только с IPS. Если вам критично поведение дисплея под ярким солнечным светом, стоит отдать голос в пользу того же IPS.
В остальных случаях преимущество за OLED. Это подтверждают и тенденции производителей, переходящих на OLED. Например, в линейке iPhone 12, в отличие от предыдущего поколения, все дисплеи выполнены по технологии OLED.
Но это не значит, что IPS пора на покой. И среди них можно найти отличные по цветопередаче, яркости и контрастности экраны. Более того, они более дешевы по сравнению с OLED, что скажется на конечной стоимости смартфона.
Тем не менее, перед покупкой лучше сравнить экраны интересующих моделей — лично или по обзорам — и выбрать наиболее комфортный для ваших глаз.
Технология OLED
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.