OLED против LED: какая ТВ-технология лучше? Цена новой технологии. Перспективы развития OLED

За всю историю персональных компьютеров они существенно менялись: сначала это были большие «гробы» под столом, потом появились ноутбуки и планшеты, а сейчас мы в карманах носим смартфоны, производительность которых вызвала бы зависть у пользователей ПК лет десять-пятнадцать назад. Не стояли на месте и мониторы: сначала это были большие «пушки» - ЭЛТ-мониторы, где изображение получалось при попадании потока заряженных частиц на люминофор, которым было покрыто стекло. При этом кинетическая энергия частиц преобразовывалось в свечение, и мы видели картинку. Такие мониторы имели как плюсы, так и минусы. Основным плюсом была плавность при выводе динамических сцен, а также поддержка высоких (даже на сегодняшний день) разрешений - до 2048х1536: сейчас самым массовым разрешением остается 1920x1080, где число пикселей в полтора раза меньше. Однако минусы в данном случае перевесили плюсы: во-первых, картинка мерцала: для того, чтобы люминофор продолжал светиться, его нужно было постоянно бомбардировать частицами, с частотой 50-75 Гц - и именно с такой частотой такие мониторы и мерцали, что вызывало усталость глаз. Вторая проблема - качество картинки: контрастность была невысока, цвета тоже оставляли желать лучшего. Ну и третья проблема - габариты: монитор занимал на столе едва ли не больше места, чем системный блок. И если для ПК это не так критично, то для ноутбуков, которые в 90-ых стали становиться все более массовыми, нужна была тонкая замена: тогда в них использовали пассивные матрицы, которые в лучшем случае выдавали 4 цвета и проигрывали в качестве картинки даже ЭЛТ-мониторам. В общем, нужно было переходить на что-то другое, и новый тип дисплеев назвали LCD.

История и устройство LCD-дисплеев

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллический дисплей, ЖК-дисплей) на самом деле не такое новое явление - жидкие кристаллы были открыты еще в 1888 году, и их особенностью стало то, что они обладали одновременно свойствами и жидкости (текучесть), и кристаллов (анизотропия, в данном случае это возможность менять ориентацию молекул под действием электрического поля). Первые монохромные ЖК-дисплеи стали появляться в 1970-ых годах, а первый цветной дисплей представила Sony в 1987 году - он имел диагональ всего 3 дюйма, но первый шаг уже был сделан. Сейчас LCD являются самыми массовыми дисплеями - OLED только-только начал захватывать рынок.

Посмотрим, как устроен такой дисплей. У LCD самым первым уровнем можно считать лампу подсветки, так как отраженного света не хватает для обеспечения нужной яркости изображения. После этого свет проходит через поляризационный фильтр, который оставляет только те волны, которые имеют определенную поляризацию (грубо говоря - колеблются в нужном положении). После этого поляризованный свет проходит через прозрачный слой с управляющими транзисторами и попадает на молекулы жидкого кристалла. Они же, в свою очередь, под воздействием электрического поля от управляющих транзисторов повернуты так, чтобы управлять интенсивностью поляризованного света, который после этого попадает на субпиксели определенного цвета (красного, синего или зеленого), и в зависимости от поляризации проходит или не проходит через каждый из них (или проходит частично, если слой ЖК уменьшил интенсивность):

С устройством LCD-дисплеев разобрались, теперь давайте перейдем к OLED и после чего сравним их.

История и устройство OLED-дисплеев

OLED (органический светодиод, organic light-emitting diode) намного моложе жидких кристаллов: впервые люминисценцию в органических материалах наблюдал Андре Бернаносе в Университете Нэнси в 1950-ых годах. Первый OLED-дислпей появился приблизительно в то же время, когда и цветной LCD - в 1987 году, однако активно использовать такие дисплеи стали лишь последние 5 лет назад - до этого их производство было очень дорогим, а сами матрицы были очень недолговечны.

Посмотрим, как такие дисплеи работают. Между катодом (1) и анодом (5) находится два полимерных слоя - эмиссионный (2) и проводящий (4). При подаче на электроды напряжения эмиссионный слой получает отрицательный заряд (электроны), а проводящий - положительный (дырки). Под действием электростатических сил дырки и электроны движутся навстречу друг другу и при встрече рекомбинируют - то есть исчезают с выделением энергии, которая в данном случае выглядит как излучение фотонов в области видимого света (3) - и мы видим картинку:

Что касается IPS, то тут он выступает хорошим середнячком: от детских болезней давно избавились, большинство характеристик достаточны для обычных пользователей, да и цена снизилась настолько, что позволить себе устройство с таким типом дисплея может практически любой. Так что пока IPS и OLED выступают на равных, но вот если первый развиваться дальше уже не будет, то у OLED есть светлое будущее.

OLED (organic light emitting diode) - полупроводниковый прибор на основе органических кристаллов, которые излучают свет при пропускании через них электрического тока.

OLED представляют собой тончайшую слоистую органическую структуру на основе углерода.

Эмиссионный слой, находящийся между катодом, который отдает электроны в эмиссионный слой, и анодом, который забирает из него электроны. Эмиссионный слой заряжается отрицательно, проводящий - положительно. Электростатические силы заставляют электроны двигаться навстречу дыркам. При столкновении (происходит вблизи эмиссионного слоя) начинается процесс рекомбинации с эмиссией фотонов (излучением).

Органические светодиоды, подобно неорганическим, излучают волны видимого спектра. В приборах, работающих на OLED технологии, используются множество таких слоев.

Сколько можно заработать на сдачу светодиодного экрана в аренду? Узнайте об этом, прочитав .

Стоимость OLED дисплея

Самыми лучшими производителями OLED дисплеев на сегодняшний день являются LG, Samsung, Sony.

Стоимость качественных дисплеев на органических светодиодах составляет от 165 000 руб/кв.м.

This entry was posted in . Bookmark the .

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.

OLED-дисплеи в мобильных устройствах становятся все более и более популярными. Когда-то их использовали в основном флагманские модели Samsung, теперь же эта технология используется как в более дешевых Galaxy, так и в смартфонах других производителей — например, Meizu, Xiaomi, Huawei, Lenovo и OnePlus. Многочисленные слухи указывают на то, что OLED-панель получит и следующий топовый iPhone — впервые в истории бренда. И IPS LCD, и AMOLED-дисплеи сейчас используются как в недорогих, так и во флагманских моделях. В чем же причина популярности OLED, которая растет все больше и больше?

Для тех, кто еще не знает, чем отличаются OLED- и LCD-дисплеи , мы и подготовили эту статью. И у той, и у другой технологии есть свои преимущества и недостатки, и при выборе смартфона стоит учитывать то, какая панель установлена под его защитным стеклом.

Экран — это пожалуй, главный компонент любого современного смартфона. Мы совершаем голосовые вызовы все меньше и меньше, но все больше и больше пользуемся своими карманными девайсами для серфинга в сети, съемки фото и видео, а также общения в мессенджерах. То есть на экран мобильника мы смотрим практически все время, когда он у нас в руках.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллический дисплей)

Жидкокристаллические экраны были изобретены много лет назад. LCD-панели используют свет жидких кристаллов, которые к тому же подсвечиваются с помощью отдельной системы небольших ламп. LCD-экраны устанавливаются в компьютерные мониторы, телевизоры, камеры и многие другие устройства.

В смартфонах используют два типа LCD-панелей — TFT LCD и IPS LCD. Первые встречаются все реже и реже — они проигрывают LCD по всем параметрам кроме себестоимости.

IPS LCD потребляют немного энергии и отлично ведут себя под солнцем. Первое и, пожалуй, главное отличие от OLED, которое сразу же бросается в глаза при сравнении — заметно более низкий уровень контрастности. В результате черный цвет на LCD-экране будет светлее и бледнее, чем на OLED-экране.

LCD выигрывает в части более точного отображения оттенков, но довольно часто производители плохо калибруют экраны своих устройств. В результате дисплей может вместо чисто белого цвета отображать очень бледный красный или очень бледный синий оттенок.

Стоит отметить, что в будущем на рынке могут появиться смартфоны с жидкокристаллическими экранами QLED-типа. Такие экраны немного толще из-за дополнительного слоя, который и отличает их от LCD, но выглядят куда привлекательнее. Для их использования в небольших мобильных девайсах, однако, инженерам придется решить еще много проблем.

OLED (Organic Light-Emitting Diode, органический светодиод)

OLED-дисплеи используют светодиоды особого типа, которые испускают гораздо больше света и не нуждаются в отдельной системе подсветки. Благодаря этому темные участки экрана становятся гораздо более выраженными и глубокими, а светлые по сравнению с ними кажутся более насыщенными и яркими.

Кроме того, отсутствие необходимости в лампах подсветки делает OLED-дисплеи более тонкими по сравнению с LCD — в них нет целого слоя, который отвечает за освещение пикселей.

OLED-экраны также делятся на две категории — PMOLED и AMOLED. В основном мы слышим только о последних, так как PMOLED в смартфонах, телевизорах и других дорогих массовых устройствах не используются.

Панели, произведенные с использованием технологии PMOLED, очень дешевы, так как в них применяются пассивные матрицы, но не подходят для отображения сложных картинок. Сейчас PMOLED-экраны можно встретить, к примеру, в недорогих фитнес-трекерах. Такие панели не могут быть крупнее трех дюймов в диагонали.

AMOLED (OLED с активной матрицей)

AMOLED-панели похожи на PMOLED, но отличаются использованием активной матрицы, благодаря чему они отлично справляются с отображением сложных картинок и быстрой их сменой. Ограничений по размеру у AMOLED-экранов нет — они используются как в умных часах (например, в Apple Watch), так и в огромных телевизорах с диагональю в несколько десятков дюймов.

Два главных недостатка AMOLED — повышенное во многих случаях потребление энергии батареи и не слишком высокая яркость в условиях освещения солнечными лучами.

Больше энергии AMOLED-панели потребляют именно из-за того, что каждый микроскопический диод освещает сам себя. Как мы уже выяснили, это приводит к появлению множества преимуществ, но также приводит и к тому, что яркая картинка (например, фотография освещенного солнцем сада) требует больше тока, чем в случае с LCD. Многие приложения даже имеют специальные OLED-режимы, в которых на экране отображается как можно больше черного — это позволяет экономить заряд.

Кроме того, со временем AMOLED-дисплеи деградируют быстрее, чем LCD, и скорость ухудшения качества у разных участков такого дисплея будет разной. Еще несколько лет назад огромной проблемой было выгорание пикселей — после долгого использования на экране устройства навсегда оставались бледные, но четко видимые элементы интерфейса операционной системы. В самых современных смартфонах Samsung и других компаний для решения этой проблемы применяется сразу несколько уловок. К примеру, в Galaxy S8 положение наэкранных кнопок навигации Android постоянно смещается на несколько пикселей — пользователь этого не заметит, а на экране от них не останется никаких следов даже через несколько лет.

Заключение

В большинстве сравнений AMOLED-дисплеи выигрывают, и спорить с этим фактом бесполезно. Цвета на них более насыщены, контраст — гораздо глубже, а скорость отклика — выше. Но и у LCD есть козыри — лучшая читабельность под прямыми солнечными лучами (впрочем, разница с современными AMOLED здесь уже практически нивелирована), а также более точное отображение оттенков.

В то же время стоит понимать, что итоговое качество изображения зависит не только от технологии производства экрана, но и от калибровки, а также просто от качества матрицы. В результате лучшим выходом из ситуации (если вы хотите купить смартфон с лучшим дисплеем на рынке или в конкретной ценовой категории) будет чтение специализированных обзоров, которые фокусируются именно на качестве цветопередачи, яркости и контрасте. Выбор между AMOLED и IPS LCD стоит сделать в самом начале.

Скорее всего, в будущем все больше и больше дорогих мобильников будут использовать AMOLED, а IPS LCD станет бюджетным решением и заменит TFT LCD. Пожалуй, переход iPhone на новый тип экранных панелей подтолкнет индустрию еще сильнее. Именно из-за него сразу несколько компаний (например, LG) не так давно начали инвестировать в заводы по производству OLED-экранов многие миллионы долларов.

Добро пожаловать на темную сторону.

Экраны OLED - бесспорно одна из важнейших революций со времен появления LCD экрана. OLED экранам не нужна подсветка, они идеально отображают черный цвет, показывают яркие цвета и обладают малым временем отклика.

Технология не нова: экраны OLED состоят из излучающих свет органических диодов и уже несколько лет используются в смартфонах, планшетах и телевизорах. Исключением были ноутбуки, прежде всего из-за стоимости такого экрана.

Все меняется, и несколько производителей – Lenovo, Alienware и HP анонсировали OLED ноутбуки на 2016 год. Нашим первым кандидатом на тестирование стал ноутбук Lenovo ThinkPad X1 Yoga. Ноутбук поставляется с IPS экраном, который может быть заменен на OLED (того же разрешения QQHD 2560 x 1440 пикселей) за $330. Мы решили выяснить оправдана ли замена, и что предлагает новая конфигурация.

Почему OLED?

Прежде чем вдаваться в детали, давайте поговорим об OLED технологии в целом. В то время, как обычные LCD экраны фактически являются фильтрами, которые пропускают через себя свет подсветки и регулируют интенсивность и цвет, OLED пиксели сами являются источниками света. У такого подхода есть несколько преимуществ:

Черные области экрана не светятся
Чем темнее становится экран, тем меньше энергии он потребляет
Углы обзора безупречны
Очень широкая цветовая палитра
Короткое время отклика
Отсутствие подсветки делает экраны намного тоньше

У этой технологии есть и недостатки, мы нашли четыре из них:

Максимальная яркость ограничена
Высокая стоимость производства
Возможны случаи выгорания пикселей экрана
Данные экраны не долговечны

В этой статье мы постараемся выяснить, каким образом экраны OLED в ноутбуках подвержены данным недостаткам.

Яркость и ее распределение

Как мы упомянули ранее, подсветка LCD экрана всегда горит с постоянной яркостью (технологии затемнения в телевизорах это исключение). Зона с белым цветом всегда абсолютно яркая и не важно, вся ли это картинка или только маленькая область экрана.

OLED дисплеи отличаются: для получения белого экрана все пиксели должны светиться максимально ярко белым светом, при этом очень сильно увеличивается энергопотребление. Чтобы увеличить срок службы экрана и снизить его энергопотребление, производители ограничивают яркость таких экранов.

ThinkPad X1 Yoga ведет себя в похожей манере: в то время, как IPS матрица (LG LP140QH1) обладает постоянной яркостью в 250 кд/м2, OLED версия экрана (Samsung ATNA40JU01) меняет яркость от 198 до 305 кд/м2. Пиковую яркость мы зафиксировали, измерив яркость одного белого пикселя, который находился на черном фоне. С большей белой областью экран показал другие результаты. Во время работы в Word или веб-серфинга яркость изменялась от 240 до 260 кд/м2. Стандартный тест в программе i1Profiler (40% белого) показал фиксированную яркость в 277 кд/м2.

Мы можем рассеять все опасения, экран меняет яркость настолько быстро и плавно, что это остается незаметным для человеческого глаза.

OLED Display


286 cd/m²	293 cd/m²	281 cd/m²
277 cd/m²	279 cd/m²	275 cd/m²
266 cd/m²	271 cd/m²	269 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 293 cd/m² Average: 277.4 cd/m² Minimum: 7 cd/m²
Brightness Distribution: 91 %
Center on Battery: 279 cd/m²
Contrast: ∞:1 (Black: 0 cd/m²)
ΔE Color 5.15 | - Ø
ΔE Greyscale 5.44 | - Ø
100% sRGB (Argyll) 98% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.28

IPS Display


256 cd/m²	270 cd/m²	260 cd/m²
237 cd/m²	269 cd/m²	247 cd/m²
221 cd/m²	232 cd/m²	227 cd/m²

Distribution of brightness

Maximum: 270 cd/m² Average: 246.6 cd/m² Minimum: 2 cd/m²
Brightness Distribution: 82 %
Center on Battery: 268 cd/m²
Contrast: 791:1 (Black: 0.34 cd/m²)
ΔE Color 4.73 | - Ø
ΔE Greyscale 5.3 | - Ø
90.38% sRGB (Argyll) 58.86% AdobeRGB 1998 (Argyll)
Gamma: 2.42

PWM и время отклика

Для того, чтобы пиксели в экране OLED никогда не достигали своего теоретического максимума яркости, ими нужно управлять через PWM. Управление происходит при частоте 240 Гц. Субъективно, мы не заметили никаких мерцаний на экране. У некоторых чувствительных людей возникают головные боли при работе за ноутбуками со стандартными LCD дисплеями, которые тоже используют PWM.

Мерцание экрана / PWM (широтно-импульсная модуляция)

Чтобы затемнить экран, некоторые ноутбуки циклически включают и выключают подсветку – это и есть метод, который называется PWM (широтно-импульсная модуляция). Частота «мерцания» в идеальном случае должна быть незаметна для человеческого глаза. Как мы уже сказали ранее, если частота слишком низкая, то у некоторых пользователей может заболеть голова.

Экран мерцает с частотой 240 Гц. Мерцание было зафиксировано и при 100% яркости. Это неправильно, при максимальной яркости мерцание должно пропадать.

Частота в 240 Гц слишком низкая, чтобы чувствительный пользователь ее не заметил.

Для сравнения: 56% протестированных нами устройств вовсе не использовали PWM, а те, которые делали этого, использовали частоту в 500 Гц.

Время отклика OLED панели находится в пределах нескольких микросекунд, поэтому она намного быстрее LCD. По этой причине ThinkPad X1 Yoga мог бы быть отличным игровым ноутбуком, но для этого явно недостаточно встроенной графики HD Graphics 520. Среди всех производителей, только Dell Alienware 13 R2 заявил о выпуске игрового ноутбука с экраном OLED.

Поскольку отклик черного/белого/серого цветов OLED панели слишком короткий, наши инструменты не смогли его зафиксировать.

Время отклика дисплея

Время отклика экрана показывает насколько быстро экран способен сменять один цвет на другой. Плохое время отклика может привести к эффекту размытия движущихся объектов. Особое внимание данному параметру уделяют игроки в 3D шутеры.

Экран показывает феноменально быстрое время отклика в наших тестах. Для сравнения, все протестированные нами устройства показывали время отклика от 0.9 до 172 мс.

Контраст и углы обзора

IPS панели последних поколений способны светиться на уровне одного к нескольким тысячам от максимальной яркости. Обладая яркостью в 300 кд/м2, панель покажет черный цвет с яркостью в 0.3 кд/м2. Производители OLED дисплеев заявляют контраст 20000:1, что означает яркость черного цвета в 0.00015 кд/м2 – слишком маленький показатель, чтобы его заметить и подтвердить глазами.

Попользовавшись OLED экраном какое-то время, можно с точностью сказать, что он показывает намного более насыщенные цвета, чем панель IPS. В темном помещении разница становится огромной и ее невозможно не заметить. IPS экраны показывают черный цвет как слабонасыщенный серый цвет, а OLED показывают настоящий черный цвет. При просмотре фильмов, особенно таких как Стар Трэк, Интерстэллар или Гравитация, появляется ощущение, что фильм смотрится намного лучше на 14-дюймовом экране ноутбука, чем на телевизоре, в несколько раз большем по диагонали.

При оценке углов обзора становится очевидным еще одно преимущество технологии OLED. В целом, IPS панели имеют хорошие углы обзора и стабильную цветопередачу при взгляде со стороны, но при этом непременно теряется яркость и контраст. Картинка на OLED экранах выглядит одинаково при любом угле обзора. При взгляде с 45 градусов OLED экран в два раза ярче, чем IPS экран.

Отображение цветов

Очень редко можно увидеть такие насыщенные цвета, палитра превосходит стандарт AdobeRGB.

Высокая цветовая насыщенность может быть важной при рассмотрении цветового пространства sRGB. Lenovo поставляет несколько цветовых профилей, которые могут быть выбраны на рабочем столе. В дополнение к режиму “Native”, имеются режимы “Standard” (цветовое пространство sRGB) и “PhotoPro” (эквивалент палитре AdobeRGB). Цветовая температура немного низкая, показатель среднего отклонения Delta-E равен 3.1 (ColorChecker sRGB) и 3.8 (ColorChecker AbobeRGB).

К сожалению, нам не удалось улучшить результат с помощью калибровки экрана. Все профили, которые мы создали в процессе настройки, оказались хуже предложенных Lenovo.

OLED display (profile "Standard", vs. sRGB)

OLED display (profile "Photo Pro", vs. AdobeRGB)

Чтобы определить энергопотребление и эффективность обоих экранов, мы брали разницу между общим потреблением ноутбука и его потреблением с выключенным экраном.

Панель IPS показала практически линейную корреляцию между потребляемой мощностью и яркостью. При 2 кд/м2 мы определили потребление в 1.5 Вт, при 150 кд/м2 потребление составило 3.9 Вт и при 240 кд/м2 около 5.2 Вт.

При тестировании OLED дисплея мы получили немного большее минимальное потребление в 1.9 Вт. При минимальном количестве белых точек и повышении яркости до 300 кд/м2 потребление практически не менялось. Полностью белый фон при 198 кд/м2 привел к потреблению в целых 8.7 Вт.

Во время пользования интернетом или при работе с текстом около 50 -70% экрана остаются белыми. Это важно учитывать, потому что в таком режиме OLED экран будет потреблять намного больше, чем IPS и сильно сократит время автономной работы ноутбука. При просмотре фильмов OLED экран будет эффективнее или не хуже, чем IPS экран.

Выгорание и возраст

Статические элементы, например панель задач, очень часто встречаются в операционной системе Windows, поэтому выгорание может иметь место. Во время написания статьи мы не столкнулись с этой проблемой. Остается надеяться, что экран будет таким же ярким и качественным через несколько лет использования.

Еще одна потенциальная проблема для экранов OLED это старение пикселей, которое происходит для каждого из базовых цветов (красный, синий и зеленый). Samsung и другие производители стараются предотвратить данную проблему изменением размеров субпикселей. Обычно синие субпиксели самый крупные, это можно увидеть на фотографии с микроскопа. Что нельзя обойти, так это постепенное снижение яркости экрана. OLED дисплей теряет порядка 30-50% яркости после 20000 часов работы. Для нашего ноутбука, который использовался по 8 часов в день, срок службы экрана составит 7 лет.

Вердикт

Экраны для ноутбуков, сделанные по технологии OLED, это сильный скачок в сторону качества изображения. OLED дисплей окажется лучше, насыщеннее и контрастнее любой TN или IPS матрицы. У него отличный черный цвет и богатая цветовая палитра. В данный момент этот экран показывает лучшее качество на рынке.

Преимущества OLED дисплея на этом не заканчиваются: у матрицы очень быстрое время отклика и технология еще найдет себя в игровой индустрии и профессиональных мониторах для работы с графикой.

Что касается стоимости данных экранов, то еще несколько лет она будет неоправданно высокой. Как только стоимость экрана достигнет $110, выпуск LCD экранов станет более невыгодным.