r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Telewizory bez marketingu. Jak i w jaki sposób świecą wyświetlacze?

Strona główna AktualnościSPRZĘT

W poprzednich częściach cyklu „Telewizory bez marketingu” pokazaliśmy, że producenci telewizorów robią co mogą, by swoich klientów zdezorientować, zasłaniając realne możliwości sprzętu oznaczeniami i liczbami, które niewiele mają wspólnego z faktycznymi właściwościami. Nie znaczy to, że nowe telewizory są bezwartościowym szmelcem, wręcz przeciwnie – jednak marketing kieruje się swoją nieco pokrętną logiką. W ostatnim odcinku cyklu zajmiemy się rodzajami dostępnych dziś w sprzedaży wyświetlaczy telewizorów, które gdyby wierzyć producentom, wszystkie powinny być cudowne i najlepsze. Jak się pewnie jednak domyślacie, w tej dziedzinie cudów nie ma, jest fizyka, wyświetlacze mają konkretne właściwości, konkretne zalety – i konkretne wady. Co stoi więc faktycznie za tymi zbitkami literek, mającymi oznaczać „technologie wyświetlania”?

Historia tych cienkich ekranów współczesnych wyświetlaczy zaczęła się bardzo dawno temu, jeszcze w 1888 roku, kiedy to austriacki chemik Friedrich Reinitzer odkrył ciekłokrystaliczne właściwości cholesterolu uzyskanego z marchewek. Musiało jednak minąć kilkadziesiąt lat, by zauważyć elektrooptyczne właściwości ciekłych kryształów, które czyniły z nich interesujący materiał w konstrukcji wyświetlaczy. Pierwszy raz przełączanie barw w folii polaroidowej zanurzonej w płynnym krysztale udało się uzyskać w 1964 roku. Pierwszy wyświetlacz z ciekłych kryształów z aktywną matrycą (czyli taką, w której każdy piksel jest powiązany z utrzymującymi jego stan tranzystorem i kondensatorem) zbudowano w 1972 roku. W latach osiemdziesiątych opatentowano pierwsze wyświetlacze z pasywną matrycą, w której piksele adresowane są przez podanie napięcia na przecięcie linii poziomej i pionowej, zachowując ustawioną tak wartość.

Jednak dopiero z początkiem lat dziewięćdziesiątych doczekaliśmy się wejścia takich rozwiązań na rynek na wielką skalę – wiele firm, głównie japońskich, niezależnie od siebie uzyskiwało patenty na różne sprytne elektrooptyczne efekty, które ostatecznie zaowocowały pojawieniem się ciekłokrystalicznych płaskich monitorów i telewizorów… a z czasem także wyświetlaczy, które już z ciekłych kryształów nie korzystały. Zanim do nich jednak dojdziemy, przyjrzyjmy się temu, jak działają wyświetlacze wciąż wykorzystywane we współcześnie produkowanym sprzęcie.

r   e   k   l   a   m   a

Klasyczne wyświetlacze LCD z zimną katodą

Zasada działania wyświetlaczy LCD (Liquid Crystal Display) jest dość prosta – to elektronicznie modulowane urządzenia optyczne, w których pod wpływem przyłożenia pola elektrycznego do umieszczonych w matrycy pikseli cząsteczek ciekłego kryształu zmianie ulega polaryzacja światła emitowanego przez źródło, a co za tym idzie, zmienia się jego kolor. Ale czy na pewno taka prosta?

Kluczem do zrozumienia, jak to działa, jest sama fizyka ciekłych kryształów – substancji będących czymś pomiędzy cieczą a krystalicznym ciałem stałym. Te substancje mogą znajdować się w jednej z wielu możliwych faz pomiędzy ciekłością a krystalicznością. Najważniejsza z naszego punktu widzenia jest faza nematyczna.

W fazie nematycznej ciekłe kryształy są jak ciecz – ich cząsteczki mogą się swobodnie przemieszczać, jednak w swoim ruchu skierowane są wszystkie w tę samą stronę. Przełączenie ciekłych kryształów do fazy nematycznej jest kluczem do wykorzystania ich jako włączanych i wyłączanych pikseli w matrycach LCD. W fazie tej mogą one przyjmować skręconą strukturę, a po przyłożeniu do nich napięcia, ponownie się prostować.

Oprócz samych ciekłych kryształów do efektu końcowego – obrazu na ekranie – potrzebujemy jeszcze światła. Nie może to być jednak zwykłe światło, takie jak np. z żarówki, lecz spolaryzowane, czyli takie, w którym składowa pola elektrycznego fali elektromagnetycznej drga w jednej płaszczyźnie. Powstaje ono w wyniku przepuszczenia przez filtr polaryzacyjny, który selektywnie pochłania światło rozchodzące się w innych płaszczyznach niż pożądane. Powoduje to oczywiście zmniejszenie jasności.

A co, jeśli mamy dwa nałożone na siebie filtry polaryzacyjne, z których jeden zaczniemy przekręcać tak, by był ułożony prostopadle do drugiego? Ta prosta sztuczka rodem ze szkolnego laboratorium fizyki pozwala na całkowite wygaszenie światła – jeden filtr blokuje wszystkie fale poza tymi w płaszczyźnie poziomej, drugi blokuje wszystkie poza tymi w płaszczyźnie pionowej, zestawione prostopadle blokują zaś całe światło.

Właśnie tę sztuczkę z polaryzacją stosuje się w tzw. transmisyjnych wyświetlaczach LCD. Z tyłu ekranu znajduje się duże, silne źródło światła, świecące w stronę ekranu. Ekran składa się z matrycy milionów pikseli. Warstwa pikseli znajduje się między dwoma filtrami polaryzacyjnymi, ustawionymi do siebie prostopadle. Przechodzące przez pierwszy filtr spolaryzowane poziomo światło pada na ciekły kryształ w fazie nematycznej, na który działa przełączone przez odpowiadający pikselowi tranzystor napięcie. Kryształ się rozplątuje, przez co światło przechodzi na niego bez zmian, drgając wciąż w płaszczyźnie poziomej – i trafia na drugi filtr polaryzacyjny (analizator), wycinający wszystko poza światłem drgającym w płaszczyźnie pionowej. Na ekranie jest oczywiście ciemno.

By na ekranie zapalił się piksel, wystarczy teraz wyłączyć napięcie, co sprawia, że ciekły kryształ natychmiast się skręca, zmieniając skręcenie płaszczyzny polaryzacji o 90 stopni. Opuszczające warstwę ciekłokrystaliczną fale świetlne są teraz spolaryzowane pionowo, trafiają na pionowy filtr, który oczywiście przepuszcza je wszystkie. Piksel się świeci, a kolor świecenia zależy już od aktywacji filtrów – czerwonego, zielonego lub niebieskiego.

Istnieją oczywiście inne typy wyświetlaczy: reflektywne, bez podświetlenia zużywające mało energii i wspomagające się lustrem odbijającym światło dochodzące do powierzchni, oraz trans-reflektywne, w których można wyłączyć podświetlenie dla oszczędzania energii. W telewizorach ani w monitorach komputerowych ich jednak nie znajdziemy.

To jednak każe zapytać o źródło światła. Przez wiele lat stosowano jako źródło światła lampy fluorescencyjne z zimną katodą (CCFL), czyli takiej, w której stosuje się zjawisko emisji termoelektronowej, bez podgrzewania katody. Lampy takie montowane były zarówno za wyświetlaczem na całej jego powierzchni jak i tylko wzdłuż krawędzi (a dyfuzor równomiernie je rozpraszał). Ich jasność regulowana była po prostu zmianą natężenia prądu przepływającego przez lampę. Tego typu lampa ma jednak spore wymagania pod tym względem – do uzyskania emisji termoelektronowej potrzebne jest napięcie nawet 1,5 kV, a później około 700 V do podtrzymania pracy, co oznaczało konieczność stosowania kosztownego inwertera i wiązało się z całą masą kłopotów związanych z pracą z wysokimi napięciami. Tak więc, mimo że lampy z zimną katodą dawały światło o świetnej charakterystyce widmowej, pozwalając na bardzo dobre odwzorowanie kolorów, z czasem zaczęły być zastępowane innymi źródłami światła – diodami.

Zmianę tę można wskazać jako początek pomieszania w kwestii wyświetlaczy, nagle bowiem producenci zaczęli opowiadać o „wyświetlaczach LED”, rzekomo oferujących znacznie lepszą jakość obrazu, niż dotychczasowe wyświetlacze LCD. Sęk jednak w tym, że nie ma czegoś takiego, jak „wyświetlacz LED” – przynajmniej nie ma w sensie, jaki nadały temu działy marketingu.

Wyświetlacze „LED”, czyli LCD z diodą

Pozwólmy sobie na małą dygresję, by wspomnieć o prawdziwych wyświetlaczach LED. Te płaskie panele, w których pikselami były matryce emitujących światło diod, pojawiły się po raz pierwszy w 1977 roku i tak naprawdę nigdy nie znalazły zastosowania w domowej elektronice. Korzysta się z nich za to na telebimach, wielkich wyświetlaczach reklamowych, do oświetlania scen i rozmaitych dekoracyjnych i informacyjnych celów w przestrzeni miejskiej. Wysokiej jasności diody pozwalają uzyskać czytelny obraz nawet w pełnym słońcu, co oznacza zarazem, że nocą potrafią wręcz oślepić kierowców przy dynamicznie zmieniającej się scenie, brutalnie zanieczyszczając światłem swoje otoczenie. Dzięki zaś modularności, ich rozmiary, formę i krzywiznę dostosowuje się do założonej powierzchni, składając ze sobą bloki o określonej liczbie pikseli.

Sprzedawane w sklepach telewizory z wyświetlaczami „LED” z telebimami niewiele mają wspólnego. To po prostu wyświetlacze LCD, w których zamiast lampy CCFL wykorzystano LED-owe podświetlenie. Już w 2013 roku Sony i LG ogłosiły z pompą, że kończą z zimną katodą nawet w swoich najtańszych telewizorach, a pozostali producenci poszli w ślad za nimi. Spadek cen diod i coraz lepsze parametry pracy sprawiły, że trudno dziś znaleźć nowy model telewizora, który korzystałby ze starej technologii podświetlania.

Zastosowanie diod pozwoliło na zmniejszenie poboru mocy, wyeliminowanie z procesu produkcyjnego toksycznej przecież rtęci, uprościło kwestie sterowania i zasilania (zamiast złożonego z wielu transformatorów, rezystorów, dławików i kondensatorów przetwornika DC/AC, wykorzystywany jest prosty tranzystorowy zasilacz impulsowy). Lepsze parametry czasowe LED pozwoliły też na większą dynamikę zmian oświetlenia, niż było to możliwe dla lamp katodowych, wydłużyły też znacznie czas pracy i jej stabilność. Czy jednak te zarówno „ekologiczniejsze” jak i prostsze w produkcji wyświetlacze pod każdym względem są lepsze od zimnej katody?

Wiele zależy od tego, o jakiego rodzaju podświetleniu mówimy. Możemy mieć do czynienia z regularną matrycą diod podświetlających całą powierzchnię wyświetlacza jako jednorodne źródło, jak i matrycą, w której jasność diod można lokalnie regulować. Możemy mieć także i umieszczone po bokach wyświetlacza zestawy lamp diodowych, wykorzystujących przewodniki światła, by w miarę równomiernie oświetlić ekran. W miarę, bo w praktyce różnie z tym bywa. Widać to zwykle w ciemniejszych scenach, gdzie niektóre obszary ekranu wyglądają na jaśniejsze od innych, szczególnie w narożnikach czy przy krawędziach.

I nie może być inaczej – jasność oświetlonego obszaru jest odwrotnie proporcjonalna do odległości od diody, prowadząc do sytuacji, w której wyświetlany obraz będzie niejednorodny. Im zaś wyświetlacz jest cieńszy, tym efekt jest bardziej dotkliwy, gdyż mała odległość między podświetleniem a warstwą ciekłokrystaliczną oznacza, że jest mniej miejsca na rozproszenie światła (a i samo rozpraszanie światła też nie jest takie wspaniałe, gdyż zmniejsza kontrast). Jedyny sposób, by tego uniknąć, to sięgnąć po podświetlenie bezpośrednie, w którym symetrycznie i równomiernie rozłożone diody są źródłem światła. W tańszej wersji takiego podświetlenia nie ma możliwości miejscowego ściemniania diod – dostajemy więc jednorodną jasność za cenę gorszego kontrastu. W droższej na warstwie podświetlającej można selektywnie wygaszać diody za ciemnymi obszarami obrazu, co znacząco poprawia kontrast.

Niestety w większości wypadków nie dowiemy się, jaki rodzaj podświetlania zastosowano w danym modelu telewizora „LED”. Najlepszą radą, jaką można tu dać, jest obejrzenie przed zakupem tego, jak „świeci” on w ciemnym pomieszczeniu – wtedy najlepiej jest widać układ diod podświetlających i sprawność układu rozpraszania światła.

To jednak nie jedyny możliwy defekt tych teoretycznie lepszych podświetleń diodowych. W porównaniu do najlepszych zimnych katod o szerokim gamucie (WCG CCFL), które radziły sobie z oddaniem szerszej przestrzeni barw, podświetlenia diodowe emitowały światło o sporo węższym widmie. Ich pierwsza generacja, wykorzystująca diody emitujące białe światło (tzw. WLED), nie bardzo sobie radziła z przedstawieniem nawet przestrzeni sRGB. To sprawiło, że niektórzy producenci (głównie Samsung) zaczęli eksperymentować z podświetleniem RGB-LED. Zamiast jednej białej diody wykorzystywano tam triadę czerwonych, zielonych i niebieskich diod, dających razem szerokowidmowe białe światło, co przekładało się na gamut szerszy niż nawet w najlepszych zimnych katodach. Było to jednak rozwiązanie sporo droższe, bardzo skomplikowane technicznie, nieefektywne energetycznie i mające swoje własne niepożądane artefakty oświetleniowe. Standardem stało się więc WLED, oferując najkorzystniejszy stosunek jakości obrazu do ceny i energooszczędności.

Współczesne „LED”-y niemal bez wyjątków wykorzystują więc „białe” światło. Dlaczego „białe” w cudzysłowach? Ponieważ faktycznie jest to niebieskie światło z diody wykonanej najczęściej z indu azotku galu (InGaN), które dopiero zostaje przepuszczone przez filtr z luminoforu by uzyskać dopiero światło białe. To właśnie sprawiło, że początkowo diodowe podświetlenia dawały niebieskie, zimne zabarwienie obrazu i dopiero wraz z ulepszaniem filtrów uzyskano lepsze światło. Wciąż jednak to właśnie w długościach fal w obszarze niebieskiego (a więc ok. 450 nm) mamy do czynienia z największą intensywnością, nawet kilkukrotnie większą od intensywności światła czerwonego (650-700 nm). Takie właśnie niezbyt „równe” białe światło trafia dopiero na czerwone, zielone i niebieskie podpiksele wyświetlacza, tracąc oczywiście przy tym sporo swojej energii. Efekt jest widoczny dla każdego, kto widział kiedykolwiek obraz z telewizora plazmowego – kolory z pierwszych podświetlanych LED-ami wyświetlaczy LCD wyglądały w porównaniu jak wyprane.

W najnowszych seriach modeli producenci eksperymentują na różne sposoby, by to diodowe światło ulepszyć. I tak usprawniane są filtry luminoforowe, mające podbić energię dłuższych fal (specjalność Samsunga), a nawet eksperymentuje się z zastąpieniem diod niebieskich zestawem diod zielonej i niebieskiej z czerwonym luminoforem lub zestawem diod czerwonej i niebieskiej z zielonym luminoforem. Takie konstrukcje, w których celuje głównie LG, potrafią już przedstawić niemal całą przestrzeń Adobe RGB – ale na nich rozwój ciekłokrystalicznych wyświetlaczy na pewno się nie zakończy.

Kwantowe kropki: tym razem nie tylko marketing

Który producent mógłby oprzeć się użyciu słowa „quantum” – „kwantowy” w odniesieniu do swojego produktu? Zwykłemu konsumentowi kojarzy się to od razu z „fizyką kwantową”, a jak wiadomo od fizyki kwantowej do magii to już tylko jeden krok (raz do przodu, raz do tyłu). W 2013 roku Sony jako pierwsze pokazało swoje „kwantowe” telewizory, potrafiące przedstawić piękne, nasycone barwy. W materiałach reklamowych była też mowa o „nanokryształach” i innych cudach. Co ciekawe – nie były to nazwy zupełnie wyssane z palca, choć jak można się domyślić, też nie było to żadnym radykalnym przełomem, lecz kolejnym krokowym ulepszeniem starego LCD.

Kwantowa kropka jest realną fizyczną strukturą o ciekawej właściwości – jej poziomy energetyczne zależą od jej rozmiarów. Mówimy tu też faktycznie o rozmiarach w skali nano, od 1,5 do 5 nanometrów. Zjawisko to tłumaczy się powstawaniem studni potencjału, czyli minimum lokalnego energii potencjalnej. Większe kropki mają więcej gęściej upakowanych poziomów energetycznych, dzięki czemu mogą absorbować światło niższej energii. Im więc taka kropka jest mniejsza, tym emitowane przez nią światło jest bardziej przesunięte w stronę fal o wyższej energii (fioletu), ponieważ tym większa energia jest potrzebna do uwolniona z jej studni potencjału.

W ten sposób z kwantowych kropek można utworzyć źródła światła, charakteryzujące się czystymi, nasyconymi barwami o wąskim paśmie, i co najważniejsze, łatwym sposobie kontroli długości fali świetlnej. Buduje się je najczęściej z nanokryształów selenku kadmu (CdSe), umieszczonych pomiędzy organicznymi warstwami, transportującymi elektron lub dziurę elektronową. Po przyłożeniu napięcia, elektrony i dziury trafiają do warstwy nanokryształów, gdzie po jednoczesnym schwytaniu przez kwantowe kropki emitują fotony o określonych długościach fal i wąskim, czystym widmie. Czyni je to znakomitym następcą luminoforów.

Współczesne procesy produkcyjne pozwalają na warstwie kwantowych kropek umieścić ich miliardy, o pożądanych rozmiarach. Co więcej jest to tanie i łatwe do zastosowania w istniejących już konstrukcjach wyświetlaczy. Konstrukcyjnie wciąż za warstwą kwantowych kropek mamy diody emitujące niebieskie światło, ale czerwony i zielony komponent dostarczany jest właśnie przez kropki, ze znacznie większą energią, niż możliwa jest do uzyskania przez luminofor. Dzięki temu najnowsze generacje telewizorów z kwantowymi kropkami pozwalają na oddanie pełnej przestrzeni Adobe RGB – i to znacznie niższym kosztem, niż przy stosowaniu nawet bardzo wymyślnych luminoforów.

Najbardziej reprezentatywnym wdrożeniem technologii kwantowych kropek jest przygotowane przez Sony rozwiązanie Triluminous. Niebieska dioda dostarcza w nim światła, które nie tylko dostarcza niebieskości – dwie trzecie jego energii służy do pobudzenia czerwonych i zielonych kwantowych kropek, umieszczonych w elemencie optycznym o nazwie Color IQ. Na tym się jednak nie koniec, trwają prace nad bezpośrednim pobudzaniem kwantowych kropek. Ich kolejna generacja może pozwolić na budowę wyświetlaczy, które będą bezpośrednio emitowały światło przez subpiksele RGB, wypełnione po prostu nanokryształami określonych rozmiarów. Byłaby to bezpośrednia konkurencja dla zupełnie innej technologii wyświetlania, która z LCD nie ma nic wspólnego i która w ostatnich latach zawładnęła wyobraźnią fanów pięknego obrazu.

OLED: organiczne diody świecą prosto w oczy

Organiczne diody elektroluminescencyjne zachwycają nas od kilku lat, stanowiąc szczyt marzeń tych, którzy pragną świetnych barw, wysokiego kontrastu i prawdziwej czerni. Pierwszy telewizor (a właściwie telewizorek, z ekranem o przekątnej 11 cali) wykorzystujący takie diody pokazało w 2007 roku Sony. Potem poszło już szybko… czemu jednak wciąż nie opanowały one całego rynku? Zanim do tego przejdziemy, przyjrzyjmy się OLED-owym wyświetlaczom z bliska.

Pod względem konstrukcyjnym bliżej im do prawdziwych wyświetlaczy LED (wspomnianych telebimów) niż do wyświetlaczy ciekłokrystalicznych. Nie ma tu żadnego podświetlania – ot na płytę bazową nakłada się warstwę organicznych kolorowych diod, które wydzielają światło bezpośrednio. Jako że nie ma wielkich wymagań co do kształtu płyty bazowej, w ten sposób można tworzyć nawet fantazyjnie powyginane wyświetlacze. Aby jednak zrozumieć, o co chodzi z tą literką „O” na początku, trzeba przypomnieć sobie działanie normalnych diod elektroluminescencyjnych.

„Zwykły” LED składa się z dwóch warstw półprzewodników, z których jedna (n) ma więcej elektronów, a druga więcej dziur elektronowych (p). Po złączeniu elektrony wypełniają dziury, czyniąc układ elektrycznie neutralnym. Po przyłączeniu napięcia do diody elektrony zaczynają przepływać przez połączenie z warstwy bogatszej do uboższej (dziury płyną w drugą stronę). Po odwróceniu kierunku napięcia elektrony i dziury nie przepłyną jednak przez połączenie – można powiedzieć, że to taka jednokierunkowa ulica. W diodzie świecącej za każdym razem gdy elektron wpada w dziurę po drugiej stronie, wyzwala dodatkową energię, uwalnianą jako foton – i stąd właśnie świecenie.

W OLED-ach zamiast półprzewodników (n i p) wykorzystywane są cząsteczki organiczne. Pierwszym związkiem organicznym, który jak odkryto w 1989 roku emitował światło (o żółto-zielonej barwie) po przyłożeniu napięcia elektrycznego, był PPV (polifenylenowinylen).

Budowane ze związków organicznych diody składają się zwykle z sześciu warstw. Na zewnątrz mamy warstwy ochronnego szkła lub plastiku. Na tych warstwach nałożone są elektrody – katoda, wykonana najczęściej z glinu lub wapnia, oraz anoda, najczęściej ze stopu tlenku indu i tlenku cyny (tzw. ITO). W środku zaś stykają się dwie organiczne warstwy – emisyjna (nad katodą), która wytwarza światło, oraz przewodząca (nad anodą).

Wytwarzanie światła jest tu bardzo proste. Przykładamy napięcie do elektrod. Gdy zaczyna płynąć prąd, na katodzie pojawiają się elektrony ze źródła zasilania, a na anodzie dziury. Warstwa emisyjna zostaje więc ujemnie naładowana, podczas gdy warstwa przewodząca naładowana dodatnio. Dziury z anody przekraczają granicę między warstwami organicznymi, trafiając do warstwy emisyjnej. Gdy elektron zetknie się z dziurą, w wyniku przejścia przez elektron na niższy poziom energetyczny dochodzi do wyładowania energii – emisji fotonu. W ten właśnie sposób świeci OLED. Wystarczy teraz nałożyć na diodę odpowiedni filtr, zapewniający świecenie na czerwono, zielono i niebiesko, by uzyskać odpowiednio świecący piksel – podstawowy element wyświetlacza.

Kolejne generacje OLED-ów pozwoliły zastąpić napylone na szkle cząsteczki organiczne emitującymi światło polimerami (tzw. LEPs), nadrukowywanymi za pomocą specjalnych plujkowych drukarek bezpośrednio na warstwie plastiku. Takie polimerowe OLED-y pozwalają na wytwarzanie wyświetlaczy nie tylko o rozmaitych kształtach, ale też wyświetlaczy elastycznych, mogących przybrać dowolny kształt.

Czy zatem mamy do czynienia z ostatnim słowem w dziedzinie techniki wyświetlania obrazu? W końcu bez względu na to, czym by wyświetlacze LCD nie były podświetlane, OLED-y mogą być znacznie cieńsze, zużywają mniej energii, świetnie odwzorowują kolory, zapewniają szerokie kąty patrzenia i znacznie wyższą responsywność.

OLED-y nie są jednak bez wad, a największą z nich jest chemiczna niestabilność organicznych cząstek. Pierwsze generacje tych wyświetlaczy już po 1000 godzin pracy świeciły zauważalnie gorzej – w paśmie niebieskim nawet o 12%. Niezależni eksperci szacowali, że OLED-owy wyświetlacz już po 14 tysiącach godzin pracy straci przynajmniej 50% jasności. To niewiele, szczególnie dla intensywniej eksploatowanych wyświetlaczy (np. w miejscach publicznych), gdzie już po 2-3 latach sprzęt nadawałby się do wyrzucenia. Tymczasem żywotność wyświetlaczy LCD, w zależności od rodzaju podświetlania szacuje się na 30-45 tys. godzin.

Producenci próbują wydłużyć żywotność OLED-ów, ale nie jest to łatwe. Organiczne diody uszkadzane są przez wiele zewnętrznych czynników. Najpoważniejszy z nich – wilgoć – jest łatwy do ominięcia poprzez hermetyzację, ale są też inne, takie jak światło ultrafioletowe, rozpad homolityczny pod wpływem światła i powstawanie rodników. Do tego pozostaje problem niejednorodnego zmniejszania się jasności względem długości fali, co oznacza popsucie balansu kolorów. Próbuje się to obejść zarówno za pomocą zaawansowanych układów sterowania, oceniających aktualny stan świecenia, a także poprzez zróżnicowanie zagęszczenia subpikseli, tak by ujednolicić długość ich świecenia. Niezadowalająco wypada też kwestia zużycia energii przez OLED-owe wyświetlacze. Choć średnio są one bardziej energooszczędne od wyświetlaczy LCD, to wypadają nawet kilkukrotnie gorzej przy wyświetlaniu bardzo jasnych obrazów.

Do tego dochodzą jeszcze kwestie prawne i finansowe – zdecydowana większość spośród tysięcy już patentów związanych z wykorzystaniem technologii OLED-owych należy obecnie do amerykańskiej firmy Universal Display Corporation, która tanio licencji nie udziela, choć trzeba przyznać, że traktuje producentów sprawiedliwie, oferując swoje rozwiązania m.in. Samsungowi, LG, Panasonicowi, Konice Minolcie, Sony i DuPontowi.

Być może te właśnie problemy, wraz z coraz to bardziej rosnącą jakością wyświetlaczy LCD korzystających z kwantowych kropek, sprawiły, że Samsung, jeden z największych graczy na rynku OLED-ów, dość niespodziewanie z ich wykorzystania w telewizorach się wycofał.

SUHD: kolejna nazwa, która nic nie mówi

W 2015 roku Samsung zaskoczył analityków. Swoje techniczne problemy z OLED-ami przekuł w sukces marketingowy, wprowadzając na rynek serię telewizorów wysokiej rozdzielczości (4K), które określił jako „lepsze niż OLED-y”. Otrzymały one nazwę SUHD – i doszło od razu do jeszcze większego pomieszania, niż gdy pojawiły się podświetlenia LED. Wielu autorów piszących o „technologiach” zaczęło ogłaszać, że oto Samsung zakończył erę UltraHD, wprowadzając na rynek jakieś „Super UltraHD”, co oczywiście nie miało nic wspólnego z rzeczywistością. Powtórzyła się historia z „LED”-ami, które również po wprowadzeniu na rynek przedstawiano tak, by zasugerować, że oto mamy coś odmiennego od telewizorów LCD.

Tak naprawdę SUHD oznacza zestaw kilku cech, które mają telewizory LCD 4K wynieść na „wyższy poziom”. Rozdzielczość pozostaje taka sama, ale otrzymujemy większą przestrzeń kolorów (DCI P3), właśnie dzięki zastosowaniu kwantowych kropek. Dzięki silniejszemu podświetleniu dostajemy też większą jasność i większy kontrast. Wreszcie zaś wszystkie telewizory SUHD działają pod kontrolą systemu Tizen.

Czy to wystarczy, by uznać SUHD za „lepsze niż OLED-y”? Ilu ekspertów, tyle opinii. Porównując nowe telewizory, które mieliśmy okazję testować w redakcji, wciąż jesteśmy przekonani, że kolory na OLED-ach są bardziej spektakularne, czerń bardziej czarna, nie ma tu też problemów z jednorodnością podświetlenia, zauważalnych nawet na drogich telewizorach z kwantowymi kropkami. Z drugiej jednak strony trzeba pamiętać o cenie – OLED-y są drogie, a złożenie problemów technologicznych, związanych z ich efektywnym wytwarzaniem, i kosztów licencjonowania niezbędnych patentów sprawia, że zbyt szybko drogie być nie przestaną. Tymczasem obraz z tańszych telewizorów korzystających z kwantowych kropek, czy będą się one nazywały SUHD, czy Triluminous, czy jeszcze inaczej, wygląda w porównaniu do pierwszych generacji LCD z podświetleniem LED po prostu znakomicie. Być może na tyle dobrze, że typowy konsument nie będzie widział potrzeby tyle płacić za OLED-y.

Siły i słabości: lidera brak

Nikt chyba nie jest w stanie powiedzieć, która z wykorzystywanych dziś technologii wyświetlania jest „lepsza”. Możemy jednak wskazać na poszczególne aspekty działania wyświetlaczy, by w nich wskazać na rozwiązania lepsze. Wybierając telewizor musicie po prostu zastanowić się nad tym, które z nich są dla Was najważniejsze.

Jasność

Zarówno współczesne wyświetlacze LCD jak i OLED-y są już bardzo jasne, topowe modele osiągają nawet 1000 cd/m2. Większe perspektywy mają tu jednak wyświetlacze LCD, w których podbijanie podświetlenia pozwala na równomierne zwiększenie tego parametru, bez szkody dla długości życia wyświetlacza.

Pod tym tym względem wygrywają nowe generacje LCD (np. SUHD).

Jednorodność jasności

Jako że większość telewizorów LCD podświetlana jest od krawędzi, w ciemności efekt wygląda nie najlepiej. Pod tym względem OLED-y przypominają telewizory plazmowe,

Ciemność (poziom czerni)

W tej kwestii nie ma wątpliwości – LCD nie ma szans, jego czerń jest efektem pracy filtrów ciekłokrystalicznych, podczas gdy OLED może po prostu wygasić pojedyncze piksele. Droższym modelom pomaga miejscowe zaciemnianie podświetlenia, ale i tak nie ma się to co równać z doskonałą czernią OLED-ów.

Tu nic się nie może zmienić, OLED-owe wyświetlacze będą zawsze lepsze.

Kontrast

Kontrast jest jednym z najważniejszych aspektów jakości obrazu, dodając mu realizmu. Obraz wyświetlany na OLED-ach zawsze tu wypadnie lepiej, ze względu na niemożliwość wyświetlenia prawdziwej czerni przez LCD, a i też niewiele gorszą jasność.

Także i w tym aspekcie LCD są gorsze od OLED-ów.

Rozdzielczość

Zarówno LCD jak i OLED-y dostępne są dziś w rozdzielczościach FullHD i UltraHD.

Obie technologie tu remisują. Trzeba pamiętać, że koszt produkcji większych UltraHD z OLED-ami jest zaporowo wysoki.

Kąty widzenia

To jedna z głównych bolączek wyświetlaczy LCD – im bardziej oddalamy się od ich środka, tym gorsza jest jakość obrazu. OLED-y nie mają tego problemu.

Także i tutaj OLED pozostaje liderem, jednak w sytuacji, gdy oglądamy obraz telewizyjny w miarę normalnej pozycji, np. siedząc na sofie ustawionej przed telewizorem, kwestia ta nie odgrywa większego znaczenia.

Częstotliwość odświeżania i płynność ruchu

Flagowe telewizory LCD 4K oferują obecnie odświeżanie 100 Hz, to samo dotyczy telewizorów OLED. Dostępne są tańsze modele 50 Hz, jak również wciąż mamy na rynku wyświetlacze FullHD 200 Hz. W wyświetlaczach LCD stosuje się jednak liczne dodatkowe sztuczki mające na celu zwiększenie płynności ruchu, takie jak wstawianie czarnych klatek – i w większości wypadków wypadają one tutaj lepiej.

LCD jest tu zwycięzcą, ale trzeba pamiętać, że wielu ludzi nie lubi efektu „mydlanej opery”, związanego z wysoką częstotliwością odświeżania.

Jakość barw

Przez długi czas OLED-y były tu bezkonkurencyjne, ale technologia kwantowych kropek wyrównała pole gry. Wykorzystujące je wyświetlacze LCD są w stanie poprawnie oddać niemal całą przestrzeń Adobe RGB.

Tu można uznać, że obie technologie remisują.

Rozszerzony gamut barw

Wygląda na to, że wykorzystujące kwantowe kropki telewizory LCD będą w stanie oddać te wykraczające poza standardową przestrzeń barwną kolory. W wypadku OLED-ów specjalnie się o tym nie mówi – możliwe więc, że jest to ograniczenie tej technologii.

Nie ma póki co treści (nawet na Blu-ray), które by te wszystkie ekstra kolory zawierały, ale LCD będą na nie wcześniej gotowe, więc im należy się wygrana.

Zużycie energii

Zużycie energii przez wyświetlacze LCD zależy od ustawień podświetlania. Na najniższym poziomie są one bardzo małe, nie odbijając się zarazem aż tak bardzo na kontraście. Zużycie energii przez wyświetlacze OLED zależy bezpośrednio od jasności ekranu. Oglądając skoki narciarskie zużyjemy znacznie więcej energii, niż podczas oglądania mrocznego thrillera.

W tej kategorii obecnie od OLED-ów nieco lepiej wypadają telewizory LCD z podświetleniem LED. Najwięcej energii zużywają oczywiście klasyczne LCD z zimną katodą.

Czas pracy

Co prawda producenci współczesnych OLED-ów twierdzą, że mają one osiągać czas pracy porównywalny z LCD, jednak brak tu jakichkolwiek niezależnych badań naukowych, a dotychczasowe doświadczenia były dla OLED-ów niekorzystne.

Pod względem żywotności urządzenia wygrywają wyświetlacze LCD.

Cena

OLED-y w zeszłym roku znacząco potaniały, ale nie ma się co oszukiwać, to wciąż nie są telewizory dla zarabiającego średnią krajową Polaka. Pod względem ceny LCD są oczywiście znacznie tańsze, ale warto pamiętać, że te najlepsze ich modele oferujące parametry obrazu dorównujące OLED-om, też wcale tanie nie są.

© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.