Индустрия электронный средств отображения постоянно находится в процессе разработки новых, более перспективных технологий, что постепенно ведет к развитию одних и устареванию других. Главным трендом в этой сфере в последнее время стал переход от дисплеев, где используется принцип пропускания света через цветные фильтры, к самоизлучающим дисплеям, в которые цвета создает излучение фотонов (OLED и LED), и гибридным решениям (QD-OLED). Подробнее о тенденции и ее перспективах рассказывает Пит Путман, президент ROAM Consulting.
LCD
Жидкокристаллические технологии более четверти века активно применяются в бытовых и коммерческих дисплеях, но исследования и разработки сегодня здесь практически полностью остановлены. Если 20 лет назад 28-дюймовый ЖК-телевизор с разрешением VGA стоил свыше $15 000, то сегодня менее, чем за $600 можно приобрести 70-дюймовый ЖК-телевизор с разрешением 4K, доступом в интернет и набором умных функций. Таким образом, мы видим, что цены на LCD-панели очень сильно упали, и на данный момент их производит сравнительно малое количество компаний, сосредоточенных преимущественно в Китае и с большой осторожностью относящихся к финансовым вложениям в развитие технологии, в то время, как два крупнейших игрока рынка, Samsung Display Company (SDC) и LG Display (LGD), закрывают свои заводы, чтобы сфокусироваться на эмиссионных дисплеях следующего поколения.
OLED
LG Display сделала ставку на OLED-панели, в которых белые органические светодиоды генерирует свет, затем проходящий через фильтры красного, зеленого и синего цветов, а дополнительные белые пиксели увеличивают яркость. Созданные на их основе дисплеи обладают более широкими, чем у ЖК углами обзора, более насыщенными цветами и более стабильной контрастностью, одинаковой вне зависимости от угла просмотра. И хотя OLED проигрывает по пиковому уровню яркости LCD (с подсветкой, работающей на максимальной интенсивности), органические светодиоды способны воспроизводить очень низкие уровни яркости вплоть до глубокого черного и имеют быстрее циклы включения/выключения, что повышает точность отображения динамично сменяющегося контента.
Процесс создания светодиодов приемлемой для OLED-панелей производительности потребовал не один год разработок. Другой сложной задачей стало производство крошечных транзисторов из оксидов индия, галлия и цинка (IGZO), которые включают и выключают отдельные пиксели. Сегодня это зрелая, доступная и практичная технология отображения, подходящая для разнообразных устройств, начиная от мониторов и заканчивая коммерческими дисплеями, при этом возможность исполнения на гибких или прозрачных подложках делает ее отличным решением для формирования отдельно стоящих дисплеев с диагональю от 42 до 97 дюймов.
QD-OLED
Не меньший интерес представляют и гибридные излучающие дисплеи, такие как продемонстрированный в этом году компанией Samsung Displays на выставке CES 2022 гибрид OLED с квантовыми точками (QD-OLED), производством которых вендор займется вместо ЖК. В нем сочетаются синие органические светодиоды и слой квантовых точек – крошечных металлических соединений (фосфид индия с цинковой оболочкой), преобразующих синий свет светодиодов в красный и зеленый цвета. Их комбинация позволяет получить широкие цветовую гамму и динамический диапазон. Пиковая яркость таких дисплеев составляет около 1500 кд/м2, что выше предлагаемого OLED уровня около 800 кд/м2.
У QD-OLED всего четыре слоя против пяти слоев у OLED и десяти у LCD, что теоретически должно упростить производство и снизить затраты, но так как технология пока находится на достаточно раннем этапе развития, то у нее как слой QD-OLED, так и слой переключения пикселей оксидного транзистора пока демонстрируют низкую производительность.
LED
В то время, как OLED-дисплеи получили в профессиональном сегменте наибольшее распространение в Digital Signage, LED-дисплеи максимально востребованы в outdoor-инсталляциях и приложениях, требующих высокой яркости. Это довольно старая технология на базе стабильных неорганических светодиодов (обычно из легированных соединений нитрида галлия), которые излучают свет при подаче тока низкого напряжения. Первая волна активного распространения LED-экранов началась в 90-х, когда были усовершенствованы синие и зеленые светодиоды, что привело к появлению сверхбольших видеостен и табло. На ранних этапах развития технологии они имели шаг пикселя от 6 до 10 мм, что делало экраны неудобными для просмотра с близкого расстояния, поэтому их устанавливали преимущественно на улицах и стадионах, но зато могли обеспечить впечатляющие пиковые уровни яркости до 4000 кд/м2.
В современных светодиодных дисплеях разработчиками решены такие проблемы, как перебои в подаче питания к диодам и перегрев, а шаг пикселя снизился до рекордных значений в 1 мм, благодаря чему картинка отчетливо просматривается с любого расстояния. Они по-прежнему отличаются модульным исполнением, допускающих формирование экранов произвольной формы или размера и простую замену вышедшей из строя панели, при этом в сравнении с OLED способны обеспечить большую яркость (1500-2000 кд/м2 при шаге пикселя <2 мм). LED-дисплеи имеют очень быстрое время переключения и чаще всего работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ), циклически включаясь и выключаясь с частотой до 3000 Гц, что обеспечивает плавную градацию яркости и цветовых оттенков.
Последними тенденциями в этой сфере стали технологии MiniLED (малый шаг пикселя) и MicroLED (микросветодиоды со сверхмалым шагом пикселя), которые, по моему мнению, уже в конце этого десятилетия вытеснят всех конкурентов. Таким образом, в ближайшее время мы, скорее всего, увидим расцвет дисплеев с излучающей конструкцией, а ЖК-панели, хоть и не исчезнут с рынка прямо сейчас, но их дни, похоже, сочтены.
