OLED — будущее на рынке телевизионных технологий?

oled tv
В самом начале статьи хочу раскрыть все карты и сказать, что я являюсь счастливым обладателем 60-ти дюймового плазменного телевизора. Покупка этого телевизора была знаковым событием, ведь благодаря большой диагонали экрана процесс просмотра фильмов и телевизионных программ для меня изменился коренным образом. Как только я принес его домой и включил, я убедился, что передо мной — изображение наилучшего качества. На протяжении нескольких лет человеческий глаз не видел более высококачественного изображения. Однако рынок инновационных технологий не стоит на месте.

oled_05Некоторое время назад я обратил внимание на OLED-телевизоры (на основе органических светоизлучающих диодов). Такой насыщенности и яркости цветов, а также такого контраста между черным и белым цветами я еще никогда не видел, а угол обзора просто фантастический, возможно, наилучший по сравнению с другими телевизорами.

И хотя существует великое множество различных моделей телевизоров и проекторов, после ознакомительного просмотра телевизора на основе OLED я глубоко убежден в том, что эта технология является технологией будущего.

Технологию, которая в настоящее время известна как OLED, разработал в конце 70-х годов изобретатель компании Kodak, доктор Чинг Танг. Он заметил, что при прохождении электрического тока через органические соединения определенного типа они испускали ярко-зеленое свечение.

Доктор Танг и его исследовательская группа работали в этом направлении несколько лет и в 1987 году запатентовали технологию, которая на сегодняшний день известна как OLED.

OLED-панель состоит из двух слоев органических материалов (на основе углерода). С двух сторон «бутерброда» предусмотрено два электрода — анод и катод. В свою очередь, катод, анод и «бутерброд» плотно зажаты двумя пластинами с обеих сторон. Одна из пластин представляет собой прозрачное стекло, а другая пластина служит для фиксации OLED-панели.

Один из самых сложных и дорогих этапов производства OLED-дисплея — нанесение органического материала на подложку. Этот этап может быть выполнен одним из трех способов. Самым дорогостоящим и энергозатратным методом является метод вакуумного термического испарения или VTE, при котором органические молекулы медленно нагревают в вакуумной камере до тех пор, пока они не начинают испаряться. Затем их охлаждают. В результате охлаждения органические молекулы оседают на подложку в виде конденсата.

Более дешевым и более энергоэффективным методом является метод парового осаждения органического вещества (OVPD), при котором для транспортировки полуиспарившегося органического вещества в среде низкого давления служит газ-носитель. Затем смесь газа с органическим веществом охлаждается и конденсируется на подложке. За счет использования газа-носителя значительно снижается время технологического процесса и стоимость производства OLED-панели.

Ни один из этих двух методов несравним по стоимости и времени технологического процесса с методом струйной печати (да, именно метод струйной печати). Он напоминает процесс нанесения чернил на бумагу в виде струй. При этом методе специальные струйные машины распыляют частично испаряющийся органический материал непосредственно на охлажденные подложки. Метод струйной печати, в отличие от других методов, позволяет производить крупногабаритные дисплеи, а также снижает стоимость и время производства OLED-дисплеев.
oled_03Как только органический материал нанесен на подложку, в качестве которой служит анод и катод, OLED-дисплей способен выполнять свои функции. Принцип работы OLED-дисплея можно объяснить несколькими простыми физическими законами. Источником электрического тока служит источник питания, функцию которого может выполнять либо батарея постоянного тока, либо сеть переменного тока. Протекая от катода к аноду, электрический ток проходит через органические слои, при этом электроны передаются в эмиссионный слой и забираются из проводящего слоя.

Проходя через границу между эмиссионным и проводящим слоями, электроны отдают свою избыточную энергию в виде свечения. Цвет свечения зависит от типа органической пленки, а интенсивность свечения — от величины пропускаемого тока. Стоит также отметить, что OLED-дисплеи — это дисплеи прямого излучения. Это означает, что они, в отличие от LCD-дисплеев, излучают свет сами и не требуют подсветки. Благодаря этому OLED-дисплеи, в отличие от плоских дисплеев других типов, обладают рядом преимуществ.

Существует два типа OLED-дисплеев. Каждый из них обладает уникальными свойствами, имеет свои преимущества и в большей или меньшей степени подходит для определенных применений.

Пассивные OLED-матрицы (Passive matrix OLED, PMOLED) состоят из полос анода и полос катода, которые расположены перпендикулярно друг другу. Между этими полосами находится органический материал. Пересекающиеся полосы анода и катода образуют на экране пиксели. PMOLED-дисплеи проще и не требуют сложной технологии изготовления. Однако они, в отличие от других типов дисплеев, потребляют больше электроэнергии, поскольку требуют внешний контроллер управления лучом изображения. PMOLED-технология применяется там, где нужно преимущественно отображать текст, и где не требуется высокое разрешение и высокая частота обновления экрана. Это в основном стереодисплеи и рекламные вывески.
oled_sxema_01Активная матрица OLED (Active matrix OLED, AMOLED) отличается от PMOLED тем, что она состоит из непрерывного слоя анода, катода и органических материалов, который прилагается к подложке, рассчитанной на определенное количество пикселей (на фиксированное разрешение). При этом каждый пиксель управляется непрерывно.

В состав AMOLED также входит тонкопленочный транзисторный слой (TFT), который
выполняет функцию регулятора интенсивности свечения пикселей. AMOLED-дисплеи, обладая большей разрешающей способностью и большей частотой обновления экрана, обычно используются для динамического видео, например, в мониторах и портативных медиаплеерах. Также они, по сравнению с PMOLED-дисплеями (или другими типами LCD-дисплеев), потребляют меньшую мощность, так как в них управление изображением осуществляется не от внешнего контроллера, а непосредственно в TFT-слое. Поэтому они применяются там, где питание дисплея осуществляется от батареи.

Учитывая то, что читателям журнала Mediasat в первую очередь будет интересно узнать, какую роль OLED-технология играет в мире телевизоров и насколько OLED-технология применима для производства видеодисплеев, я остановлюсь более детально на ее преимуществах и недостатках по сравнению с другими технологиями. По сравнению с «плазмой» и LCD OLED-технология обладает рядом преимуществ. Одно из преимуществ, которое очень важно при проигрывании видеофайлов, — OLED-панели способны передавать по-настоящему глубокий черный цвет. LCD-дисплеи всегда освещаются подсветкой, которая включена постоянно.

Плазменные дисплеи из-за того, что наполненные газом пиксели всегда заряжены, требуют значительного времени перехода из выключенного во включенное состояние, которое улавливается человеческим глазом и воспринимается как задержка смены изображения. В результате ни одна из этих технологий не способна передать по-настоящему черный цвет. Из-за отсутствия по-настоящему черного цвета видимого спектра изображение передается с искажением цветов. И хотя в настоящее время созданы технологии, которые способны передать приблизительно черный цвет, ни плазма, ни LCD не смогли завоевать «чашу святого Грааля» в технологии плоских телевизоров. В свою очередь, OLED-дисплеи являются дисплеями прямого излучения с высокой частотой обновления (менее 0,01 миллисекунды; для большинства LCD-дисплеев этот показатель равен 4 мс).

В момент, когда определенный пиксель не должен светиться, он в действительности не светится, так сказать, «отдыхает». В результате цвет получается по-настоящему черным. Благодаря этому OLED-дисплеи обладают просто фантастическим коэффициентом контрастности. В этом отношении OLED-дисплеи превосходят LCD и «плазму».

Отметим также, что отношение уровня яркости самого светлого и самого темного цвета у OLED-дисплея в несколько раз выше, чем у любого другого доступного на сегодняшний день дисплея. А упомянутая выше высокая частота обновления целиком и полностью устраняет эффект размытия при просмотре быстро сменяющегося изображения (динамические кадры), например, фильмов-боевиков или спортивных состязаний.
oled_02Читая эту статью, вы, возможно, подумали, что OLED-технология во всех ее проявлениях является идеальной в мире дисплеев. Однако у этой технологии есть и недостатки, которые мешают ей достичь пика популярности. Прежде всего — стоимость.

Например, средняя цена 55-дюймового OLED-телевизора в текущем году составит около 10-15 тыс. долларов, что более чем в два раза дороже самых передовых жидкокристаллических продуктов такого размера.

Несмотря на все достоинства AMOLED-технологии, большинство пользователей не желают так много переплачивать.

Долговечность OLED-дисплея — это также спорный вопрос. И если зеленая и красная органические пленки обладают большим временем жизни, синий материал обладает низким сроком службы — 14000 часов. Это приблизительно шесть лет работы при ежедневном просмотре телевизора в течение шести часов.

По сравнению со сроком службы стандартного плазменного дисплея (срок службы — 60000 часов) это — очень мало для такого дорогого изделия, как OLED-телевизор.

Несмотря на все недостатки, OLED-технология — одно из выдающихся изобретений всех времен в мире телевидения. Потребовались годы, чтобы новая технология вышла на рынок и превзошла существующие технологии.

Ключевыми игроками OLED-рынка являются южнокорейские компании Samsung и LG. Они вкладывают в данное направление миллиарды долларов США. Хотя здесь стоит сказать, что в 2007 году японская компания Sony стала первым в мире производителем, который выпустил OLED-телевизор.

Модель получила название XEL-1, диагональ ее дисплея составила всего 11 дюймов при разрешении qHD (960×540 точек). Однако впоследствии модель была снята с производства из-за слишком высокой розничной цены.
Несмотря на то, что у данной технологии еще выявится много недоработок и недостатков, я с нетерпением жду того дня, когда стану владельцем 60-ти дюймового OLED-дисплея со способностью передавать абсолютно черный цвет и с коэффициентом контрастности 1000000:1. Я надеюсь, что он у меня будет стоять в зале, и мне не придется закладывать квартиру для его покупки.

Сегодня ситуация на рынке телевизоров складывается таким образом, что плазменные телевизоры нового поколения вполне удовлетворяют запросы большинства покупателей. В конечном итоге, плоские телевизионные панели внесли изменения в процесс просмотра фильмов и телевизионных программ. Однако жгучие желания истинных энтузиастов инновационных технологий не будут удовлетворены до тех пор, пока дисплеи не станут настолько тонкими, что их можно будет повесить на стену как плакат или свернуть и положить в карман.

OLED на сегодняшний день является наиболее многообещающей телевизионной технологией, и в будущем она может воплотить наши научно-фантастические мечты в реальность за короткий промежуток времени.
oled_01Как было сказано выше, преимущество OLED-технологии заключается не только в возможности изготавливать супер тонкие дисплеи. OLED-технология превосходит схожие плоскопанельные технологии также и в других отношениях.

OLED-дисплеи способны передавать по-настоящему черный цвет, так как черные пиксели не излучают никакого света. Благодаря этому OLED-дисплеи обладают невероятно высоким коэффициентом контрастности, порядка 1000000:1 и выше. А благодаря мгновенному переходу OLED-пикселей из выключенного во включенное состояние полностью исключается размытость изображения на мониторе. Наконец, OLED-дисплеи отличаются невероятно низким энергопотреблением. Изображение, которое мы увидели на экране OLED-телевизора, произвело на нас незабываемое впечатление.

Несомненным фактом также является то, что в течение этого года нам доведется увидеть огромное количество mp3-плееров, мобильных телефонов и других миниатюрных электронных устройств с OLED-экранами. Возвращаясь же к будущему OLED-телевизоров, добавим: как только производственный процесс будет усовершенствован, а себестоимость продукции уменьшится, мы станем свидетелями того, что в ближайшие несколько лет многие производители ТВ-панелей выйдут на рынок со своими собственными OLED-разработками.