Мониторы LED

Светодиодные  экраны получают всё большее распространение — всё чаще используются в целях рекламы на улицах крупных городов или в качестве информационных экранов и дорожных знаков. Эксперты развития рынка рекламы сходятся в едином мнении о том, что с каждым годом доля светодиодных информационных экранов на рынке рекламных технологий будет только возрастать. Действительно, полноцветные светодинамические табло сочетают в себе все основные преимущества существующих визуальных рекламных технологий. Единственным их недостатком может считаться довольно высокая стоимость по сравнению с другими технологиями рекламы. 

Телевизоры с LED подсветкой

 

В торговле нередко «LED-телевизорами» называют телевизоры, имеющие ЖК-экран со светодиодной подсветкой.

ЖК-телевизор со светодиодной подсветкой (LED TV) – телевизор с жидкокристаллическим дисплеем, подсветка экрана которого осуществляется светодиодной матрицей (LED).

С потребительской  точки зрения ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой имеют следующие преимущества в сравнении с подсветкой на основе люминесцентных ламп:

• улучшенная контрастность;
• улучшенная цветопередача (особенно с RGB-матрицей);
• пониженное энергопотребление;
• малая толщина.

Из недостатков отмечается некоторая «синеватость» изображения.

Если  управления яркостью подсветки осуществляется широтно-импульсной модуляцией, экран едва заметно мерцает (частота мерцания составляет обычно до 200 герц, максимум до 400). Это можно проверить, покачав ручкой или карандашом на фоне экрана. Если частота слишком маленькая, силуэт ручки распадётся на несколько. У людей, чувствительных к мерцанию, устают глаза и может начаться мигрень.

Такой термин как «LED TV» был введен корпорацией Samsung для продвижения собственной линейки жидкокристаллических телевизоров с СД-подсветкой (Edge-LED). Этот термин, LED TV, вызывает много споров в вопросе правомерности его использования, так как технически такие телевизоры не являются на 100 % светодиодными (светодиодами осуществляется только подсветка) – современные полупроводниковые светодиоды по своим размерам намного крупнее, чем пиксели современного телевизора, поэтому реальное использование полноценной светодиодной матрицы для формирования изображения возможно лишь на очень больших дисплеях (например табло стадионов, рекламные экраны).

Улучшению потребительских свойств ЖК телевизоров  с СД-подсветкой способствовали компании Sharp, Sony, Nokia, Kodak, Принстонский университет  и др. Основные направления работы – повышения яркости при солнечном свете и повышение контрастности, увеличение диагонали монитора при уменьшении его толщины. При этом основные технические решения и способы изготовления LED TV, как правило, защищались патентами, которые обеспечивают надёжную защиту товарных рынков.

В 2009 году в Калужской области была запущена производственная линия по выпуску наиболее современных плоско панельных телевизоров Samsung со светодиодной подсветкой — так называемых LED TV.

В январе 2010 года компания Apple представила планшет Apple iPad, оснащённый 9,7-дюймовым мультисенсорным экраном с LED-подсветкой и разрешением 1024x768 точек.

Хотя  технология СД-подсветки не решает всех проблем, связанных с отображением информации, сейчас именно такие экраны занимают лидирующее положение на рынке, практически вытеснив подсветку лампами, и конкурируя с новыми поколениями плазменных телевизоров. 

OLED дисплеи

 

В XXI веке получили распространение дисплеи  на органических светодиодах (OLED).

Органический  светодиод (OLED) – полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток.

Основное  применение технология OLED находит при  создании устройств отображения  информации (дисплеев).

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 испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

 Схема  двухслойной OLED-панели представлена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1

 

Составные части: 1 – катод(-), 2 – эмиссионный  слой, 3 – испускаемое излучение, 4 – проводящий слой, 5 – анод (+).

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.

Преимущества (в сравнении c жидкокристаллическими дисплеями):

• меньшие габариты и вес;
• отсутствие необходимости в подсветке;
• большие углы обзора (изображение видно без потери качества с любого угла);
• мгновенный отклик (на несколько порядков выше, чем у LCD);
• высокий контраст;
• возможность создания гибких экранов;
• большой диапазон рабочих температур (от −40 до +70 градусов Цельсия);
• яркость, контрастность;
• углы обзора.

Технология OLED позволяет смотреть на дисплей  с любой стороны и под любым  углом, причем без потери качества изображения.

Недостатки:

• маленький срок службы люминофоров некоторых цветов (порядка 2-3 лет);
• как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев;
• дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц.

Главная проблема OLED – время непрерывной работы должно быть более 15.000 часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии в мониторах и телевизорах, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причем время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства.

Дисплеям  телефонов, фотокамер, планшетов и  иных малых устройств этих показателей  вполне достаточно в связи с быстрыми темпами устаревания аппаратуры и еë неактуальности уже через  несколько лет. Средняя продолжительность  непрерывной работы этих устройств  составляет около 5 тысяч часов, поэтому OLED в них успешно.

Можно считать  это временными трудностями становления  новой технологии, поскольку разрабатываются  новые долговечные люминофоры. Также  растут мощности по производству матриц.

OLED-технология  применяется многими разработчиками  узкой направленности, например, для  создания приборов ночного видения.  Органические дисплеи встраиваются  в телефоны, цифровые фотоаппараты, автомобильные бортовые компьютеры, коммерческие OLED-телевизоры, выпускаются небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов, лицевых панелей автомагнитол, карманных цифровых аудиопроигрывателей и т. д.

Ведётся разработка телевизионных OLED-систем.

Потребность в преимуществах, демонстрируемых  органическими дисплеями с каждым годом растёт. Этот факт позволяет  заключить, что в скором времени  дисплеи, произведëнные по OLED технологиям, с высокой вероятностью станут доминантными на рынке электроники народного потребления.

 

Список  используемых источников

 

1. Баюков А.В., Гитцевич А.Б., Зайцев А.А. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. – Москва: Энергоатомиздат, 1984.