Стрaннaя вeщь. Вo всe флaгмaнскиe смaртфoны сeйчaс стaвят OLED-экрaны, нo всe oни нaзывaются пo-рaзнoму. И выглядят пo-рaзнoму: AMOLED, Super AMOLED, POLED, свят-свят Retina. Бывaeт, чтo в oдну и ту же модель ставят разные матрицы, как например с Pixel 4. Так чем они отличаются и почему так?
Вот реально знаете ли вы чем отличается OLED, AMOLED и POLED? Почему OLED экрана стоят дороже LCD? Зачем придумали PenTile? И правда ли, что OLED выгорает? Ну и ШИМ…
Вы просили, мы рассказываем. Сегодня речь пойдёт про OLED.
Собрали для вас массу интересной информации.
Чем отличается от LED
Начнём с того OLED отличается от LED. Буквы LED в названии обеих технологий означают — светодиод — Light-emitting diode.
OLED и LED работают на принципе — электролюминесценции. Если к полупроводнику подвести ток, можно заставить его светиться. Отличаются они только типом вещества, которое светится.
В LED лампах используются неорганические вещества: различные полупроводники кристаллы. Например, кремний светится синим цветом.
А вот в OLED наоборот используются органические вещества, отсюда название — органический светодиод или Organic Light-emitting diode.
Преимущество таких веществ в том, что их можно наносить на поверхность тончайшими слоями, как краску. Поэтому по сути OLED — это цветные светящиеся чернила! А LED — светящиеся кристаллы. Тоже неплохо. Тут кто за какой магический клан болеет.
Такое свойство органических материалов, позволяет делать очень тонкие дисплеи с высокой плотностью точек. И пока что ничего круче из массовых технологий не придумали.
Структура
Что такое AMOLED?
Но вот проблема — первые OLED-матрицы были пассивными. Что это значит?
Транзисторы, управляющие током, в таких матрицах располагались по бокам, поэтому подавали электричество сразу на целую полосу пикселей. При этом активизировались только пиксели на пересечении двух полос: положительно и отрицательно заряженных.
Естественно, с такой структурой ни о какой энергоэффективности, долговечности и Always-On-Display говорить не приходилось. Поэтому такие матрицы использовались только в очень маленьких дисплеях, для смартфонов и уж тем более ТВ они были непригодны.
По своей структуре OLED-дисплеи представляют своеобразный многослойный сэндвич, рецепт которого, с каждым годом совершенствуется. Но его базовые компоненты: подложка, и органический слой зажатый между двумя электропроводящими пластинами.
Поэтому появились экраны с активной матрицей. На подложку нанесли TFT-слой — Thin-film transistor — тонкопленочный транзистор. Теперь каждым пикселем стал управлять отдельный транзистор. А значит появилась возможность включать и выключать каждый пиксель по отдельности. Всё это дело назвали Active Matrix OLED, ну или AMOLED.
Матрицы такого типа сейчас ставят везде, но само название закрепилось за Samsung.
Но есть и другой тип матрицы POLED, которые производит LG. Что же это такое?
Что такое POLED?
Первый OLED делали на стеклянных подложках и у такого решения был ряд недостатков. Во-первых, стекло — дорогой материал, во-вторых оно бьётся, в-третьих, оно не гнется, а мы с вами жить не можем без загнутых дисплеев, по версии Samsung.
Поэтому производители заменили стекло на пластик. Но не простой, а специальный полимерный пластик: он дешевый, устойчивый к высоким температурам прочный, но при этом гибкий материал. Переход на пластик, позволил сократить издержки, делать гибкие дисплеи, так еще и уменьшить толщину дисплея. Заодно нам пытались втюхать гибкие телевизоры и смартфоны, помните?
Такой тип матрицы назвали Plastic OLED, ну ли POLED.
Отличия POLED от AMOLED
Так стоп! Но ведь первые гибкие дисплеи — это AMOLED от Samsung. А POLED производит LG. Всё верно. Так как пластик во всем выгоднее стекла, на него перешли все. Поэтому сейчас и в загнутых, и в плоских дисплеях установлены OLED на пластиковой подложке. И, естественно, с активной матрицей. А названия у технологий разные только исходя из маркетинговых соображений. Просто LG свои дисплеи называет POLED, а Samsung — AMOLED.
Скажу больше, сейчас POLED от LG и AMOLED настолько сравнимы по качеству, что часто в рамках одной линейки девайсов стоят дисплеи разных производителей. Например, в маленьком Pixel 4 стоит POLED от LG, а в XL версии AMOLED от Samsung. И никто не парится.
А Huawei так вообще в линейке P40 использует дисплеи от трёх производителей: LG, Samsung, и пока что мало кому известные дисплеи BOE. Это такой китайский гигант, которому пророчат большой успех. Даже поговаривают что в новых iPhone будут стоять дисплеи BOE.
Короче, в телефонах всё просто: как бы дисплей ни назывался, и кто бы его ни делал это будет OLED-экран с активной матрицей на пластиковой подложке.
Кстати, Super AMOLED и Dynamic AMOLED, Fluid AMOLED — это тоже просто маркетинговые названия, не привязанные к какой-либо технологии.
Плюсы и минусы OLED вы итак знаете:
- сочная картинка
- глубокий черный цвет
- отличные углы обзора
- НО дорогой и устают глаза
- И главное они дорогие.
И тут мы поговорим о производстве.
Производство OLED
Для смартфонов OLED-дисплеи делают по принципу граффити трафаретов. Прикладывают трафарет с дырками под пиксели и сначала рассыпают красную краску. Сушат всё ультрафиолетом. Потом ставят другой трафарет и распыляют зелёную краску, потом синюю. Так мы получаем все три цветных субпикселя на одной поверхности. Кстати, трафарет называется теневой маской.
Как вы понимаете, такой процесс производства нельзя назвать эффективным. Примерно 70% дорогущего органического материал осаждается не на дисплее, а на теневой маске.
Более того, появляется целая масса причин для брака: какой-то субпиксель может перекраситься или потечь, или вообще какие-то субпиксели сместятся. Короче получается дорого.
Кстати, история с трафаретом объясняет, почему в OLED-дисплеях какое большое расстояние между сибпикселями по сравнению с LCD дисплеями.
А еще, это объясняет почему так много разных структур OLED-матриц. Поменял теневую маску и готово — новый тип дисплея.
Даже в iPhone и Samsung, как правило, используются немного разные структуры.
iPhone — слева, Samsung — справа
Так вот телевизоры. Основная проблема что такой подход для больших дисплеев оказался просто нерентабельным. Samsung вообще отказались от OLED -матриц в телевизорах в 2013 году.
А вот LG наши выход. Что же они сделали? Они решили отказаться от использования теневой маски. И стали полностью заливать три слоя разными цветами чтобы при смешивании получить белый цвет. Дальше поверх добавляются цветовые фильтры и цветное изображение готово. Это немного похоже на структуру ЖК-экранов, про которые мы рассказывали в другом ролике.
Но такой подход тоже неидеальный. Во-первых цветовые фильтры отсекают часть света, поэтому нельзя добиться высоких уровней яркости.
Как правило LG используют структуру RGBW структуру субпикселей. Тем не менее у LG получается продавать отличные телевизоры по адекватным ценам. Респект компании за смелость. Надеемся, в будущем все перейдут на нормальную технологию струйной печати дисплеев, прям как в принтерах. Тут и до живых газет недалеко. Какой-то магический материал получается….
Калибровка OLED
Но чем же отличается хороший OLED-дисплей от плохого? Неоптимальная технология производства объясняет почему OLED-дисплеи такие дорогие. Но это не единственная с данной технологией.
Так как каждый субпиксель в OLED-дисплее — это независимый органический источник света, яркость каждого субпикселя немного отличается. Поэтому возникает вот такая проблема: шум в видео полосочек или просто хаотичный шум. Это называется mura-эффект.
Больше всего он заметен на низких уровнях яркости на сером цвете. Такая штука может встречаться на всех моделях телефонов, телевизорах и прочего. Такая уж особенность технологии. Поэтому OLED дисплеи требуют очень точной попиксельной калибровки прям с завода.
Вот к примеру так выглядят уровни яркости на неоткалиброванном дисплее телефизора. Ужас, да?
А вот пример пример до и после калибровки.
На ЖК-дисплеях такой проблемы нет, так как подсветка одна на все пиксели.
Тем не менее, при наличии хорошего калибровочного оборудования можно исправить почти любой экземпляр, кроме откровенного брака.
Но мы то с вами понимаем, что самые лучшие лучшие дисплеи пойдут во флагманы. А кое-как откалиброванные, в более дешевые модели и на продажу конкурентам. Именно поэтому Super AMOLED на Galaxy S20 Ultra не похож на Super AMOLED в Galaxy A51. А помните у Pixel 2 экран тупо зеленил — тоже дешевые матрицы закупили.
В целом, мы видим, как с каждым годом качество OLED-матриц растёт. И сейчас даже в бюджетных моделях устанавливают очень неплохие дисплеи.
Выгорание
Фух, с процессом производства разобрались. Самое время поговорить про выгорание! Тут порадовать нечем, выгорание — это реальность. Органические материалы достаточно нежные. Поэтому если долго вводить яркое статичное изображение на часть пикселей, они через какое-то время потускнеют. Так например есть проблема с синими пикселями, из-за особенностей химических веществ способных выдавать синее свечение, срок жизни синих пикселей в OLED в десятки раз меньше, чем у красного и зелёного пикселя. Речь идет о сроке жизни в 10-20 тысяч часов у синего пикселя против сотен тысяч часов у красного и зелёного.
Кстати, именно по причине такой короткой жизни синих субпикселей Самсунг использует PenTile-компоновку матриц. В таких матрицах зеленых субпикселей в 2 раза больше чем синих и красных, а так как люди лучше воспринимают яркость именно в зеленом канале цвета, синие и красные субпиксели могут светить не так ярко. Это продлевает жизнь дисплея.
Но что это значит на практике? Сколько должно пройти времени прежде чем выгорят пиксели или сдохнет синий цвет? Давайте посмотрим.
Ребята с портала RTINGS.com провели тест. Вот так выглядел красный цвет на экране TV на первой неделе теста.
А вот так на 102 неделе — то есть через два года непрерывной работы!
Но не спешите пугаться. Первый эффект был замечен после 9000 часов работы. Это если смотреть телевизор 5 лет по 5 часов каждый день. И то, если вы будете смотреть все время только новости CNN на большой яркости. И, кстати, синий цвет пострадал гораздо меньше.
Иными словами, при нормальном использовании проблема не проявляется. И опросы в сети это подтрверждают. То есть проблема, безусловно, есть. Но возникает она через реально длительный период при определённых условиях.
Итоги
С каждым годом OLED-дисплеи становятся всё лучше. Совершенствуется структура дисплеев, процесс производства, методы калибровки. И главное — появляются новые производители. Помимо BOE, есть японский JOLED, специализирующийся на матрицах для мониторов и ТВ. И еще китайский Zhiyun, недавно в эту компанию Xiaomi инвестировали 20 миллионов долларов. А чем выше конкуренция, тем выгодней нам.
Intel® Core™ i7-1065G7, Ice Lake (10-e пoкoлeниe), тexпрoцeсс — 10 нм