W poprzednich częściach cyklu „Telewizory bez marketingu”pokazaliśmy, że producenci telewizorów robią co mogą, by swoichklientów zdezorientować, zasłaniając realne możliwości sprzętuoznaczeniami i liczbami, które niewiele mają wspólnego zfaktycznymi właściwościami. Nie znaczy to, że nowe telewizory sąbezwartościowym szmelcem, wręcz przeciwnie – jednak marketingkieruje się swoją nieco pokrętną logiką. W ostatnim odcinkucyklu zajmiemy się rodzajami dostępnych dziś w sprzedażywyświetlaczy telewizorów, które gdyby wierzyć producentom,wszystkie powinny być cudowne i najlepsze. Jak się pewnie jednakdomyślacie, w tej dziedzinie cudów nie ma, jest fizyka,wyświetlacze mają konkretne właściwości, konkretne zalety – ikonkretne wady. Co stoi więc faktycznie za tymi zbitkami literek,mającymi oznaczać „technologie wyświetlania”?

bEUvwjit

Historia tych cienkich ekranów współczesnych wyświetlaczyzaczęła się bardzo dawno temu, jeszcze w 1888 roku, kiedy toaustriacki chemik Friedrich Reinitzer odkrył ciekłokrystalicznewłaściwości cholesterolu uzyskanego z marchewek. Musiało jednakminąć kilkadziesiąt lat, by zauważyć elektrooptyczne właściwościciekłych kryształów, które czyniły z nich interesujący materiałw konstrukcji wyświetlaczy. Pierwszy raz przełączanie barw w foliipolaroidowej zanurzonej w płynnym krysztale udało się uzyskać w1964 roku. Pierwszy wyświetlacz z ciekłych kryształów z aktywnąmatrycą (czyli taką, w której każdy piksel jest powiązany zutrzymującymi jego stan tranzystorem i kondensatorem) zbudowano w1972 roku. W latach osiemdziesiątych opatentowano pierwszewyświetlacze z pasywną matrycą, w której piksele adresowane sąprzez podanie napięcia na przecięcie linii poziomej i pionowej,zachowując ustawioną tak wartość.

Jednak dopiero z początkiem lat dziewięćdziesiątychdoczekaliśmy się wejścia takich rozwiązań na rynek na wielkąskalę – wiele firm, głównie japońskich, niezależnie od siebieuzyskiwało patenty na różne sprytne elektrooptyczne efekty, któreostatecznie zaowocowały pojawieniem się ciekłokrystalicznychpłaskich monitorów i telewizorów… a z czasem takżewyświetlaczy, które już z ciekłych kryształównie korzystały. Zanim do nich jednak dojdziemy, przyjrzyjmy siętemu, jak działają wyświetlacze wciąż wykorzystywane wewspółcześnie produkowanym sprzęcie.

Klasyczne wyświetlacze LCD z zimną katodą

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

bEUvwjiv

Kluczem do zrozumienia, jak to działa, jest sama fizyka ciekłychkryształów – substancji będących czymś pomiędzy cieczą akrystalicznym ciałem stałym. Te substancje mogą znajdować się wjednej z wielu możliwych faz pomiędzy ciekłością akrystalicznością. Najważniejsza z naszego punktu widzenia jestfaza nematyczna.

W fazie nematycznej ciekłe kryształy są jak ciecz – ichcząsteczki mogą się swobodnie przemieszczać, jednak w swoim ruchuskierowane są wszystkie w tę samą stronę. Przełączenie ciekłychkryształów do fazy nematycznej jest kluczem do wykorzystania ichjako włączanych i wyłączanych pikseli w matrycach LCD. W fazietej mogą one przyjmować skręconą strukturę, a po przyłożeniudo nich napięcia, ponownie się prostować.

Oprócz samych ciekłych kryształów do efektu końcowego –obrazu na ekranie – potrzebujemy jeszcze światła. Nie może tobyć jednak zwykłe światło, takie jak np. z żarówki, leczspolaryzowane, czyli takie, w którym składowa pola elektrycznegofali elektromagnetycznej drga w jednej płaszczyźnie. Powstaje ono wwyniku przepuszczenia przez filtr polaryzacyjny, który selektywniepochłania światło rozchodzące się w innych płaszczyznach niżpożądane. Powoduje to oczywiście zmniejszenie jasności.

Polaryzacja światła w LCD (źródło: dkedisplay.com, materiały marketingowe)
Polaryzacja światła w LCD (źródło: dkedisplay.com, materiały marketingowe)

A co, jeśli mamy dwa nałożone na siebie filtry polaryzacyjne, zktórych jeden zaczniemy przekręcać tak, by był ułożonyprostopadle do drugiego? Ta prosta sztuczka rodem ze szkolnegolaboratorium fizyki pozwala na całkowite wygaszenie światła –jeden filtr blokuje wszystkie fale poza tymi w płaszczyźniepoziomej, drugi blokuje wszystkie poza tymi w płaszczyźniepionowej, zestawione prostopadle blokują zaś całe światło.

bEUvwjiB

Właśnie tę sztuczkę z polaryzacją stosuje się w tzw.transmisyjnych wyświetlaczach LCD. Z tyłu ekranu znajduje sięduże, silne źródło światła, świecące w stronę ekranu. Ekranskłada się z matrycy milionów pikseli. Warstwa pikseli znajdujesię między dwoma filtrami polaryzacyjnymi, ustawionymi do siebieprostopadle. Przechodzące przez pierwszy filtr spolaryzowane poziomoświatło pada na ciekły kryształ w fazie nematycznej, na którydziała przełączone przez odpowiadający pikselowi tranzystornapięcie. Kryształ się rozplątuje, przez co światło przechodzina niego bez zmian, drgając wciąż w płaszczyźnie poziomej – itrafia na drugi filtr polaryzacyjny (analizator), wycinającywszystko poza światłem drgającym w płaszczyźnie pionowej. Naekranie jest oczywiście ciemno.

By na ekranie zapalił się piksel, wystarczy teraz wyłączyćnapięcie, co sprawia, że ciekły kryształ natychmiast się skręca,zmieniając skręcenie płaszczyzny polaryzacji o 90 stopni.Opuszczające warstwę ciekłokrystaliczną fale świetlne są terazspolaryzowane pionowo, trafiają na pionowy filtr, który oczywiścieprzepuszcza je wszystkie. Piksel się świeci, a kolor świeceniazależy już od aktywacji filtrów – czerwonego, zielonego lubniebieskiego.

Istnieją oczywiście inne typy wyświetlaczy: reflektywne, bezpodświetlenia zużywające mało energii i wspomagające sięlustrem odbijającym światło dochodzące do powierzchni, oraztrans-reflektywne, w których można wyłączyć podświetlenie dlaoszczędzania energii. W telewizorach ani w monitorach komputerowychich jednak nie znajdziemy.

To jednak każe zapytać o źródło światła. Przez wiele latstosowano jako źródło światła lampy fluorescencyjne z zimnąkatodą (CCFL), czyli takiej, w której stosuje się zjawisko emisjitermoelektronowej, bez podgrzewania katody. Lampy takie montowanebyły zarówno za wyświetlaczem na całej jego powierzchni jak itylko wzdłuż krawędzi (a dyfuzor równomiernie je rozpraszał).Ich jasność regulowana była po prostu zmianą natężenia prąduprzepływającego przez lampę. Tego typu lampa ma jednak sporewymagania pod tym względem – do uzyskania emisji termoelektronowejpotrzebne jest napięcie nawet 1,5 kV, a później około 700 V dopodtrzymania pracy, co oznaczało konieczność stosowaniakosztownego inwertera i wiązało się z całą masą kłopotówzwiązanych z pracą z wysokimi napięciami. Tak więc, mimo żelampy z zimną katodą dawały światło o świetnej charakterystycewidmowej, pozwalając na bardzo dobre odwzorowanie kolorów, z czasemzaczęły być zastępowane innymi źródłami światła – diodami.

  • LED-owe podświetlenie wyświetlacza LCD (źródło: wikimedia)
  • Podświetlenie wyświetlacza LCD za pomocą zimnej katody (źródło: wikimedia)
[1/2]
LED-owe podświetlenie wyświetlacza LCD (źródło: wikimedia)

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

bEUvwjiC

Wyświetlacze „LED”, czyli LCD z diodą

Pozwólmy sobie na małą dygresję, by wspomnieć o prawdziwychwyświetlaczach LED. Te płaskie panele, w których pikselami byłymatryce emitujących światło diod, pojawiły się po raz pierwszy w1977 roku i tak naprawdę nigdy nie znalazły zastosowania w domowejelektronice. Korzysta się z nich za to na telebimach, wielkichwyświetlaczach reklamowych, do oświetlania scen i rozmaitychdekoracyjnych i informacyjnych celów w przestrzeni miejskiej.Wysokiej jasności diody pozwalają uzyskać czytelny obraz nawet wpełnym słońcu, co oznacza zarazem, że nocą potrafią wręczoślepić kierowców przy dynamicznie zmieniającej się scenie,brutalnie zanieczyszczając światłem swoje otoczenie. Dzięki zaśmodularności, ich rozmiary, formę i krzywiznę dostosowuje się dozałożonej powierzchni, składając ze sobą bloki o określonejliczbie pikseli.

Sprzedawane w sklepach telewizory z wyświetlaczami „LED” ztelebimami 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 zimnąkatodą nawet w swoich najtańszych telewizorach, a pozostaliproducenci poszli w ślad za nimi. Spadek cen diod i coraz lepszeparametry pracy sprawiły, że trudno dziś znaleźć nowy modeltelewizora, 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 zwielu transformatorów, rezystorów, dławików i kondensatorówprzetwornika DC/AC, wykorzystywany jest prosty tranzystorowy zasilaczimpulsowy). Lepsze parametry czasowe LED pozwoliły też na większądynamikę zmian oświetlenia, niż było to możliwe dla lampkatodowych, wydłużyły też znacznie czas pracy i jej stabilność.Czy jednak te zarówno „ekologiczniejsze” jak i prostsze wprodukcji wyświetlacze pod każdym względem są lepsze od zimnejkatody?

Wiele zależy od tego, o jakiego rodzaju podświetleniu mówimy.Możemy mieć do czynienia z regularną matrycą diodpodświetlających całą powierzchnię wyświetlacza jako jednorodneźródło, jak i matrycą, w której jasność diod można lokalnieregulować. Możemy mieć także i umieszczone po bokach wyświetlaczazestawy lamp diodowych, wykorzystujących przewodniki światła, by wmiarę równomiernie oświetlić ekran. W miarę, bo w praktyceróżnie z tym bywa. Widać to zwykle w ciemniejszych scenach, gdzieniektóre obszary ekranu wyglądają na jaśniejsze od innych,szczególnie w narożnikach czy przy krawędziach.

bEUvwjiD

I nie może być inaczej – jasność oświetlonego obszaru jestodwrotnie proporcjonalna do odległości od diody, prowadząc dosytuacji, w której wyświetlany obraz będzie niejednorodny. Im zaśwyświetlacz jest cieńszy, tym efekt jest bardziej dotkliwy, gdyżmała odległość między podświetleniem a warstwąciekłokrystaliczną oznacza, że jest mniej miejsca na rozproszenieświatła (a i samo rozpraszanie światła też nie jest takiewspaniałe, gdyż zmniejsza kontrast). Jedyny sposób, by tegouniknąć, to sięgnąć po podświetlenie bezpośrednie, w którymsymetrycznie i równomiernie rozłożone diody są źródłemświatła. W tańszej wersji takiego podświetlenia nie ma możliwościmiejscowego ściemniania diod – dostajemy więc jednorodną jasnośćza cenę gorszego kontrastu. W droższej na warstwie podświetlającejmożna selektywnie wygaszać diody za ciemnymi obszarami obrazu, coznacząco poprawia kontrast.

Niestety w większości wypadków nie dowiemy się, jaki rodzajpodświetlania zastosowano w danym modelu telewizora „LED”.Najlepszą radą, jaką można tu dać, jest obejrzenie przed zakupemtego, jak „świeci” on w ciemnym pomieszczeniu – wtedynajlepiej jest widać układ diod podświetlających i sprawnośćukładu rozpraszania światła.

To jednak nie jedyny możliwy defekt tych teoretycznie lepszychpodświetleń diodowych. W porównaniu do najlepszych zimnych katod oszerokim gamucie (WCG CCFL), które radziły sobie z oddaniemszerszej przestrzeni barw, podświetleniadiodowe emitowały światło o sporo węższym widmie. Ich pierwszageneracja, wykorzystująca diody emitujące białe światło (tzw.WLED), nie bardzo sobie radziła z przedstawieniem nawet przestrzenisRGB. To sprawiło, że niektórzy producenci (głównie Samsung)zaczęli eksperymentować z podświetleniem RGB-LED. Zamiast jednejbiałej diody wykorzystywano tam triadę czerwonych, zielonych iniebieskich diod, dających razem szerokowidmowe białe światło, coprzekładało się na gamut szerszy niż nawet w najlepszych zimnychkatodach. Było to jednak rozwiązanie sporo droższe, bardzoskomplikowane technicznie, nieefektywne energetycznie i mające swojewłasne niepożądane artefakty oświetleniowe. Standardem stało sięwięc WLED, oferując najkorzystniejszy stosunek jakości obrazu doceny i energooszczędności.

Współczesne „LED”-y niemal bez wyjątków wykorzystują więc„białe” światło. Dlaczego „białe” w cudzysłowach?Ponieważ faktycznie jest to niebieskie światło z diody wykonanejnajczęściej z indu azotku galu (InGaN), które dopiero zostajeprzepuszczone przez filtr z luminoforu by uzyskać dopieroświatło białe. To właśnie sprawiło, że początkowo diodowepodświetlenia dawały niebieskie, zimne zabarwienie obrazu i dopierowraz z ulepszaniem filtrów uzyskano lepsze światło. Wciąż jednakto właśnie w długościach fal w obszarze niebieskiego (a więc ok.450 nm) mamy do czynienia z największą intensywnością, nawetkilkukrotnie większą od intensywności światła czerwonego(650-700 nm). Takie właśnie niezbyt „równe” białe światłotrafia dopiero na czerwone, zielone i niebieskie podpikselewyświetlacza, tracąc oczywiście przy tym sporo swojej energii.Efekt jest widoczny dla każdego, kto widział kiedykolwiek obraz ztelewizora plazmowego – kolory z pierwszych podświetlanych LED-amiwyświetlaczy LCD wyglądały w porównaniu jak wyprane.

Widmo światła z LCD z podświetleniem LED (źródło: Nanosysinc.com)
Widmo światła z LCD z podświetleniem LED (źródło: Nanosysinc.com)

W najnowszych seriach modeli producenci eksperymentują na różnesposoby, by to diodowe światło ulepszyć. I tak usprawniane sąfiltry luminoforowe, mające podbić energię dłuższych fal(specjalność Samsunga), a nawet eksperymentuje się z zastąpieniemdiod niebieskich zestawem diod zielonej i niebieskiej z czerwonym luminoforem lub zestawem diod czerwonej i niebieskiej zzielonym luminoforem. Takie konstrukcje, w których celujegłównie LG, potrafią już przedstawić niemal całą przestrzeńAdobe RGB – ale na nich rozwój ciekłokrystalicznych wyświetlaczyna pewno się nie zakończy.

bEUvwjiE

Kwantowe kropki: tym razem nie tylko marketing

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

Kwantowa kropka jest realną fizyczną strukturą o ciekawejwłaściwości – jej poziomy energetyczne zależą od jejrozmiarów. Mówimy tu też faktycznie o rozmiarach w skali nano, od1,5 do 5 nanometrów. Zjawisko to tłumaczy się powstawaniem studnipotencjału, czyli minimum lokalnego energii potencjalnej. Większekropki mają więcej gęściej upakowanych poziomów energetycznych,dzięki czemu mogą absorbować światło niższej energii. Im więctaka kropka jest mniejsza, tym emitowane przez nią światło jestbardziej przesunięte w stronę fal o wyższej energii (fioletu),ponieważ tym większa energia jest potrzebna do uwolniona z jejstudni potencjału.

What are Quantum Dots?

W ten sposób z kwantowych kropek można utworzyć źródłaświatła, charakteryzujące się czystymi, nasyconymi barwami owąskim paśmie, i co najważniejsze, łatwym sposobie kontrolidługości fali świetlnej. Buduje się je najczęściej znanokryształów selenku kadmu (CdSe), umieszczonych pomiędzyorganicznymi warstwami, transportującymi elektron lub dziuręelektronową. Po przyłożeniu napięcia, elektrony i dziury trafiajądo warstwy nanokryształów, gdzie po jednoczesnym schwytaniuprzez kwantowe kropki emitują fotony o określonych długościachfal i wąskim, czystym widmie. Czyni je to znakomitym następcąluminoforów.

Widmo światła z kwantowych kropek (źródło: Nanosysinc.com)
Widmo światła z kwantowych kropek (źródło: Nanosysinc.com)

Współczesne procesy produkcyjne pozwalają na warstwiekwantowych kropek umieścić ich miliardy, o pożądanych rozmiarach.Co więcej jest to tanie i łatwe do zastosowania w istniejących jużkonstrukcjach wyświetlaczy. Konstrukcyjnie wciąż za warstwąkwantowych kropek mamy diody emitujące niebieskie światło, aleczerwony i zielony komponent dostarczany jest właśnie przez kropki,ze znacznie większą energią, niż możliwa jest do uzyskania przezluminofor. Dzięki temu najnowsze generacje telewizorów zkwantowymi kropkami pozwalają na oddanie pełnej przestrzeni AdobeRGB – i to znacznie niższym kosztem, niż przy stosowaniu nawetbardzo wymyślnych luminoforów.

Najbardziej reprezentatywnym wdrożeniem technologii kwantowychkropek jest przygotowane przez Sony rozwiązanie Triluminous.Niebieska dioda dostarcza w nim światła, które nie tylko dostarczaniebieskości – dwie trzecie jego energii służy do pobudzeniaczerwonych i zielonych kwantowych kropek, umieszczonych w elemencieoptycznym o nazwie Color IQ. Na tym się jednak nie koniec, trwająprace nad bezpośrednim pobudzaniem kwantowych kropek. Ich kolejnageneracja może pozwolić na budowę wyświetlaczy, które będąbezpośrednio emitowały światło przez subpiksele RGB, wypełnionepo prostu nanokryształami określonych rozmiarów. Byłaby tobezpośrednia konkurencja dla zupełnie innej technologiiwyświetlania, która z LCD nie ma nic wspólnego i która wostatnich latach zawładnęła wyobraźnią fanów pięknego obrazu.

OLED: organiczne diody świecą prosto w oczy

Organiczne diody elektroluminescencyjne zachwycają nas od kilkulat, stanowiąc szczyt marzeń tych, którzy pragną świetnych barw,wysokiego kontrastu i prawdziwej czerni. Pierwszy telewizor (awłaściwie telewizorek, z ekranem o przekątnej 11 cali)wykorzystujący takie diody pokazało w 2007 roku Sony. Potem poszłojuż 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 prawdziwychwyświetlaczy LED (wspomnianych telebimów) niż do wyświetlaczyciekłokrystalicznych. Nie ma tu żadnego podświetlania – ot napłytę bazową nakłada się warstwę organicznych kolorowych diod,które wydzielają światło bezpośrednio. Jako że nie ma wielkichwymagań co do kształtu płyty bazowej, w ten sposób można tworzyćnawet fantazyjnie powyginane wyświetlacze. Aby jednak zrozumieć, oco chodzi z tą literką „O” na początku, trzeba przypomniećsobie działanie normalnych diod elektroluminescencyjnych.

„Zwykły” LED składa się z dwóch warstw półprzewodników,z których jedna (n) ma więcej elektronów, a druga więcej dziurelektronowych (p). Po złączeniu elektrony wypełniają dziury,czyniąc układ elektrycznie neutralnym. Po przyłączeniu napięciado diody elektrony zaczynają przepływać przez połączenie zwarstwy bogatszej do uboższej (dziury płyną w drugą stronę). Poodwróceniu kierunku napięcia elektrony i dziury nie przepłynąjednak przez połączenie – można powiedzieć, że to takajednokierunkowa ulica. W diodzie świecącej za każdym razem gdyelektron wpada w dziurę po drugiej stronie, wyzwala dodatkowąenergię, uwalnianą jako foton – i stąd właśnie świecenie.

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

Budowane ze związków organicznych diodyskładają się zwykle z sześciu warstw. Na zewnątrz mamy warstwyochronnego szkła lub plastiku. Na tych warstwach nałożone sąelektrody – katoda, wykonana najczęściej z glinu lub wapnia, orazanoda, najczęściej ze stopu tlenku indu i tlenku cyny (tzw. ITO). Wśrodku zaś stykają się dwie organiczne warstwy – emisyjna (nadkatodą), która wytwarza światło, oraz przewodząca (nad anodą).

Konstrukcja wyświetlacza OLED (źródło: materiały reklamowe riyngroup.com)
Konstrukcja wyświetlacza OLED (źródło: materiały reklamowe riyngroup.com)

Wytwarzanie światła jest tu bardzo proste. Przykładamy napięciedo elektrod. Gdy zaczyna płynąć prąd, na katodzie pojawiają sięelektrony ze źródła zasilania, a na anodzie dziury. Warstwaemisyjna zostaje więc ujemnie naładowana, podczas gdy warstwaprzewodząca naładowana dodatnio. Dziury z anody przekraczajągranicę między warstwami organicznymi, trafiając do warstwyemisyjnej. Gdy elektron zetknie się z dziurą, w wyniku przejściaprzez elektron na niższy poziom energetyczny dochodzi do wyładowaniaenergii – emisji fotonu. W ten właśnie sposób świeci OLED.Wystarczy teraz nałożyć na diodę odpowiedni filtr, zapewniającyświecenie na czerwono, zielono i niebiesko, by uzyskać odpowiednioświecący piksel – podstawowy element wyświetlacza.

Kolejne generacje OLED-ów pozwoliły zastąpić napylone na szklecząsteczki organiczne emitującymi światło polimerami (tzw. LEPs),nadrukowywanymi za pomocą specjalnych plujkowych drukarekbezpośrednio na warstwie plastiku. Takie polimerowe OLED-y pozwalająna wytwarzanie wyświetlaczy nie tylko o rozmaitych kształtach, aleteż wyświetlaczy elastycznych, mogących przybrać dowolny kształt.

Czy zatem mamy do czynienia z ostatnim słowem w dziedzinie technikiwyświetlania obrazu? W końcu bez względu na to, czym bywyświetlacze LCD nie były podświetlane, OLED-y mogą być znaczniecieńsze, zużywają mniej energii, świetnie odwzorowują kolory,zapewniają szerokie kąty patrzenia i znacznie wyższąresponsywność.

OLED-y nie są jednak bez wad, a największą z nich jestchemiczna niestabilność organicznych cząstek. Pierwsze generacjetych wyświetlaczy już po 1000 godzin pracy świeciły zauważalniegorzej – w paśmie niebieskim nawet o 12%. Niezależni eksperciszacowali, że OLED-owy wyświetlacz już po 14 tysiącach godzinpracy straci przynajmniej 50% jasności. To niewiele, szczególniedla intensywniej eksploatowanych wyświetlaczy (np. w miejscachpublicznych), gdzie już po 2-3 latach sprzęt nadawałby się dowyrzucenia. Tymczasem żywotność wyświetlaczy LCD, w zależnościod rodzaju podświetlania szacuje się na 30-45 tys. godzin.

Widmo światła OLED i LCD (źródło: blog LG)
Widmo światła OLED i LCD (źródło: blog LG)

Producenci próbują wydłużyć żywotność OLED-ów, ale niejest to łatwe. Organiczne diody uszkadzane są przez wielezewnętrznych czynników. Najpoważniejszy z nich – wilgoć –jest łatwy do ominięcia poprzez hermetyzację, ale są też inne,takie jak światło ultrafioletowe, rozpad homolityczny pod wpływemświatła i powstawanie rodników. Do tego pozostaje problemniejednorodnego zmniejszania się jasności względem długościfali, co oznacza popsucie balansu kolorów. Próbuje się to obejśćzarówno za pomocą zaawansowanych układów sterowania, oceniającychaktualny stan świecenia, a także poprzez zróżnicowaniezagęszczenia subpikseli, tak by ujednolicić długość ichświecenia. Niezadowalająco wypada też kwestia zużycia energiiprzez OLED-owe wyświetlacze. Choć średnio są one bardziejenergooszczędne od wyświetlaczy LCD, to wypadają nawetkilkukrotnie gorzej przy wyświetlaniu bardzo jasnych obrazów.

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

Być może te właśnie problemy, wraz z coraz to bardziej rosnącąjakością wyświetlaczy LCD korzystających z kwantowych kropek,sprawiły, że Samsung, jeden z największych graczy na rynkuOLED-ów, dość niespodziewanie z ich wykorzystania w telewizorachsię wycofał.

SUHD: kolejna nazwa, która nic nie mówi

W 2015 roku Samsung zaskoczył analityków. Swoje techniczneproblemy z OLED-ami przekuł w sukces marketingowy, wprowadzając narynek serię telewizorów wysokiej rozdzielczości (4K), któreokreślił jako „lepsze niż OLED-y”. Otrzymały one nazwę SUHD– i doszło od razu do jeszcze większego pomieszania, niż gdypojawiły się podświetlenia LED. Wielu autorów piszących o„technologiach” zaczęło ogłaszać, że oto Samsung zakończyłerę UltraHD, wprowadzając na rynek jakieś „Super UltraHD”, cooczywiście nie miało nic wspólnego z rzeczywistością. Powtórzyłasię historia z „LED”-ami, które również po wprowadzeniu narynek przedstawiano tak, by zasugerować, że oto mamy cośodmiennego od telewizorów LCD.

Tak naprawdę SUHD oznacza zestaw kilku cech, które majątelewizory LCD 4K wynieść na „wyższy poziom”. Rozdzielczośćpozostaje taka sama, ale otrzymujemy większą przestrzeń kolorów(DCI P3), właśnie dzięki zastosowaniu kwantowych kropek. Dziękisilniejszemu podświetleniu dostajemy też większą jasność iwiększy kontrast. Wreszcie zaś wszystkie telewizory SUHD działająpod kontrolą systemu Tizen.

Czy to wystarczy, by uznać SUHD za „lepsze niż OLED-y”? Iluekspertów, tyle opinii. Porównując nowe telewizory, któremieliśmy okazję testować w redakcji, wciąż jesteśmy przekonani,że kolory na OLED-ach są bardziej spektakularne, czerń bardziejczarna, nie ma tu też problemów z jednorodnością podświetlenia,zauważalnych nawet na drogich telewizorach z kwantowymi kropkami. Zdrugiej jednak strony trzeba pamiętać o cenie – OLED-y sądrogie, a złożenie problemów technologicznych, związanych z ichefektywnym wytwarzaniem, i kosztów licencjonowania niezbędnychpatentów sprawia, że zbyt szybko drogie być nie przestaną.Tymczasem obraz z tańszych telewizorów korzystających z kwantowychkropek, czy będą się one nazywały SUHD, czy Triluminous, czyjeszcze inaczej, wygląda w porównaniu do pierwszych generacji LCD zpodświetleniem LED po prostu znakomicie. Być może na tyle dobrze,że typowy konsument nie będzie widział potrzeby tyle płacić zaOLED-y.

Siły i słabości: lidera brak

Nikt chyba nie jest w stanie powiedzieć, która zwykorzystywanych dziś technologii wyświetlania jest „lepsza”.Możemy jednak wskazać na poszczególne aspekty działaniawyświetlaczy, by w nich wskazać na rozwiązania lepsze. Wybierająctelewizor musicie po prostu zastanowić się nad tym, które z nichsą dla Was najważniejsze.

Jasność

Zarówno współczesne wyświetlacze LCD jak i OLED-y są jużbardzo jasne, topowe modele osiągają nawet 1000 cd/m2. Większeperspektywy mają tu jednak wyświetlacze LCD, w których podbijaniepodświetlenia 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 odkrawędzi, w ciemności efekt wygląda nie najlepiej. Pod tymwzględem OLED-y przypominają telewizory plazmowe,

Ciemność (poziom czerni)

W tej kwestii nie ma wątpliwości – LCD nie ma szans, jegoczerń jest efektem pracy filtrów ciekłokrystalicznych, podczas gdyOLED może po prostu wygasić pojedyncze piksele. Droższym modelompomaga miejscowe zaciemnianie podświetlenia, ale i tak nie ma sięto co równać z doskonałą czernią OLED-ów.

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

Kontrast

Kontrast jest jednym z najważniejszych aspektów jakości obrazu,dodając mu realizmu. Obraz wyświetlany na OLED-ach zawsze tuwypadnie lepiej, ze względu na niemożliwość wyświetleniaprawdziwej 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 rozdzielczościachFullHD i UltraHD.

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

Kąty widzenia

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

Także i tutaj OLED pozostaje liderem, jednak w sytuacji, gdyoglądamy obraz telewizyjny w miarę normalnej pozycji, np. siedzącna sofie ustawionej przed telewizorem, kwestia ta nie odgrywawiększego znaczenia.

Częstotliwość odświeżania i płynnośćruchu

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

LCD jest tu zwycięzcą, ale trzeba pamiętać, że wielu ludzinie lubi efektu „mydlanej opery”, związanego z wysokączęstotliwością odświeżania.

Jakość barw

Przez długi czas OLED-y były tu bezkonkurencyjne, aletechnologia kwantowych kropek wyrównała pole gry. Wykorzystująceje wyświetlacze LCD są w stanie poprawnie oddać niemal całąprzestrzeń Adobe RGB.

Tu można uznać, że obie technologie remisują.

Rozszerzony gamut barw

Wygląda na to, że wykorzystujące kwantowe kropki telewizory LCDbędą w stanie oddać te wykraczające poza standardową przestrzeńbarwną 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 wszystkieekstra kolory zawierały, ale LCD będą na nie wcześniej gotowe,więc im należy się wygrana.

Zużycie energii

Zużycie energii przez wyświetlacze LCD zależy od ustawieńpodświetlania. Na najniższym poziomie są one bardzo małe, nieodbijając się zarazem aż tak bardzo na kontraście. Zużycieenergii przez wyświetlacze OLED zależy bezpośrednio od jasnościekranu. Oglądając skoki narciarskie zużyjemy znacznie więcejenergii, niż podczas oglądania mrocznego thrillera.

W tej kategorii obecnie od OLED-ów nieco lepiej wypadajątelewizory LCD z podświetleniem LED. Najwięcej energii zużywająoczywiście klasyczne LCD z zimną katodą.

Czas pracy

Co prawda producenci współczesnych OLED-ów twierdzą, że mająone osiągać czas pracy porównywalny z LCD, jednak brak tujakichkolwiek niezależnych badań naukowych, a dotychczasowedoświadczenia były dla OLED-ów niekorzystne.

Pod względem żywotności urządzenia wygrywają wyświetlaczeLCD.

Cena

OLED-y w zeszłym roku znacząco potaniały, ale nie ma się cooszukiwać, to wciąż nie są telewizory dla zarabiającego średniąkrajową Polaka. Pod względem ceny LCD są oczywiście znacznietańsze, ale warto pamiętać, że te najlepsze ich modele oferująceparametry obrazu dorównujące OLED-om, też wcale tanie nie są.

Programy

Aktualizacje
Aktualizacje
Nowości
Komentarze (46)
bEUvwjjr