OLED-телевизоры - есть ли будущее у этих телевизоров?

История OLED

Начну с самого начала, а именно с расшифровки аббревиатуры. OLED расшифровывается как Organic Light-Emitting Diod, т.е. органический светоизлучающий диод. Явление светоизлучения при пропускании электрического тока через некоторые виды органических полимеров было зафиксировано еще в 50х годах прошлого века, но для его практического применения в то время не хватало технологической культуры. До потребителя первые дисплеи, небольшого размера и одного цвета свечения (монохромные), дошли только спустя почти 50 лет – в 1998 году, когда на рынок попала первая автомагнитола с OLED матрицей. Но по-настоящему бурное развитие и широкое применение начинается только сейчас, в наше время, и мы с вами еще станем этому свидетелями.

Описание технологии OLED

Постараюсь не вдаваться в дебри электронно-дырочной проводимости, но суть  OLED панели в следующем. Имеются  два электрода, между которыми находятся тонкие слои прозрачного органического полимера. При подаче на электроды напряжения в слое полимера между ними возникает свечение. Причем чем выше напряжение, тем свечение ярче. Разумеется, чтобы это свечение стало видно хотя бы один из электродов должен быть прозрачным. Но можно изготовить и полностью прозрачную матрицу, если использовать оба прозрачных электрода. Такая матрица так и называется - TOLED – Transparent (прозрачный) OLED. Также, поскольку полимерный слой гибкий, используя гибкие электроды можно получить гибкий дисплей. И с его названием тоже сильно не заморачивались – назвали FOLED, от Flexible – гибкий. Такой тип дисплея получился очень ударопрочный. https://www.dropbox.com/s/z1qnki2fayyd06d/SAMSUNG%20Flexible%20AM%20OLED.mp4

Главная прелесть в том, что разные полимеры излучают свет разной длины волны, иными словами – разного цвета! Таким образом, сочетая «светлячки» трех основных цветов – красного, синего и зеленого, можно получить полный цветовой спектр, – классическая RGB схема. Причем цвета получаются гораздо чище и насыщенней, чем в жидкокристаллических (LCD) мониторах, с большей яркостью и контрастностью, меньшим временем отклика и практически без инерции.

Виды OLED-дисплеев

Существует два способа заставить светиться каждую из точек матрицы. Первый – подать напряжение на горизонтальные и вертикальные электроды, в точке пересечения засветится органический полимер. Такие дисплеи называются PMOLED – дисплеи с пассивной адресацией ячейки.  Технология простая и дешевая, но имеет свои недостатки. Главный – невозможность создания больших матриц высокого разрешения (с большим количеством светящихся точек – пикселей), за счет того что при таком способе за один такт создания изображения можно подать напряжение только на одну точку. Чем больше точек в изображении, тем больше должна быть частота тактов. Поэтому эта технология используется в небольших дисплеях, где не требуется высокое качество картинки (те же магнитолы, текстовые дисплеи и т.д.).

Второй способ адресации называется активным и подразумевает применение тонкопленочных транзисторов – TFT, точно так же как и в TFT LCD-мониторах, когда каждая точка изображения имеет свой управляющий транзистор. AMOLED – дисплеи могут быть практически любых размеров, т.к. в каждый такт можно подать напряжение на любое количество точек. Также при таком подходе существенно уменьшается энегопотребление дисплея и время отклика матрицы (оно составляет один такт). Главный недостаток таких матриц – высокая стоимость производства, и как следствие – цена. Именно AMOLED – дисплеи используются при производстве OLED – телевизоров.

Способы создания цвета в OLED – дисплеях

Выше я уже описал самый простой способ, все бы хорошо, если бы не одно «НО». Разные полимеры имеют не только разный цвет свечения, но, к огромному сожалению, и разный срок службы. Самый «нежизнеспособный» - полимер, излучающий в синем цветовом диапазоне. Срок его службы, а соответственно и всего дисплея, составляет порядка двух-трех (в 4 раза меньше, чем красного и зеленого) лет в зависимости от яркости свечения. Маловато для коммерческого применения, мы же не готовы платить такие деньги за телевизор, который «сдохнет» через  пару лет! Конечно, продолжаются работы по увеличению срока службы полимеров, но пока его недостаточно.

Второй способ, самый очевидный и недорогой в производстве – использовать люминофор белого цвета и дополнить его светофильтрами. Он так и называется – WOLED+CF, т.е. White OLED + ColorFilter. Тут главный недостаток в снижении яркости и сочности цветов, увеличение толщины матрицы (на толщину слоя-фильтра), более высокие затраты электроэнергии, т.к. люминофор должен светиться ярче, соответственно и срок службы его тоже уменьшается. Из плюсов – только отсутствие смещения цветового баланса с течением времени. По мере выгорания люминофора уменьшится только яркость картинки.

Как вариант второго можно рассматривать и третий способ (BOLED+CF), только в качестве базового цвета используется синий, как самый коротковолновый цвет, из которого уже с помощью фильтров, увеличивая длину волны, получают зеленый и красный. Недостаток тот же – малый срок службы дисплея.

Четвертый способ представляет собой модифицированный первый, разница лишь в расположении цветных субпикселей, тут они не в ряд, а вглубь, один за другим. Способ так и называется SOLED, от английского Stacked – уложенный.  Такое решение стало возможным за счет прозрачности светящихся полимерных слоев. Главное достоинство SOLED – в повышении качества изображения за счет уменьшения величины пикселя, т.к. в первом варианте OLED размер пикселя равнялся трем субпикселям, а в SOLED пиксель и субпиксель равны. Второе преимущество - избавление от эффекта мозаичности, когда вблизи было видно, что каждая точка состоит из трех цветных.

Резюмируя все вышесказанное можно с уверенностью сказать, что у телевизоров на основе OLED – огромное и яркое будущее, они превосходят конкурентов – плазму и LCD по следующим характеристикам:

·         Максимальному размеру

·         Яркости

·         Цветности

·         Контрастности  

·         Скорости отклика

·         Инертности

·         Толщине матрицы

Гибкость и прозрачность OLED вообще вне конкуренции, а с учетом технологии изготовления OLED-матрицы методом струйной печати стоит ожидать существенного удешевления конечных продуктов, в частности OLED телевизоров, и купить OLED телевизор сможет каждый. Единственная существенная проблема – недолговечность люминофора, тоже должна решиться в ближайшее время. Так что есть все основания ожидать массированной экспансии OLED-устройств во всех видах техники с применением дисплеев. В первую очередь это будут телефоны, смартфоны, планшеты, ноутбуки, мониторы, телевизоры, а с дальнейшим удешевлением и крупные информационные панели, общественные экраны и кинотеатры.

PS. Уже после написания этой статьи в интернете прошла информация, что в 2014 году средняя цена на OLED телевизоры упадет на 36%. Все как и должно быть - технология отрабатывается, затраты снижаются, цена падает.