OLED – co to jest? Wszystko, co trzeba wiedzieć o technologii OLED

Choć OLED-y są na rynku od około sześciu lat, nie wszyscy wiedzą, czym dokładnie są i czym różnią się od pozostałych rodzajów wyświetlaczy. Nasz krótki poradnik wyjaśnia najważniejsze terminy i pojęcia związane z tą niezwykle ciekawą i wielce obiecującą technologią.

Czym jest OLED?

OLED jest skrótowcem od angielskiego wyrażenia Organic Light Emitting Diode oznaczającego organiczną diodę elektroluminescencyjną. OLED oznacza ponadto wyświetlacz zbudowany z takich właśnie diod, jak również, w mowie potocznej, telewizor wyposażony w tego rodzaju wyświetlacz.

napis LG OLED TV 4K
Źródło: LG

Jak działa OLED?

Wyświetlacz OLED składa się z kilkudziesięciu ekstremalnie cienkich warstw materiałów organicznych, które świecą pod wpływem prądu elektrycznego. Oznacza to, że panel sam wytwarza światło, dlatego też tego rodzaju wyświetlacz nazywany jest „emisyjnym” lub „samoemisyjnym”. OLED-y są w tej samej kategorii co wyświetlacze plazmowe, które również są panelami emisyjnymi (choć działającymi na innej zasadzie).

Tym właśnie OLED-y różnią się od wyświetlaczy LCD (ciekłokrystalicznych), które modulują światło wytwarzane przez niezależny moduł podświetlenia. W odróżnieniu od OLED-ów, wyświetlacze LCD nazywane są „transmisyjnymi”, bowiem przepuszczają światło z zewnętrznego źródła, jakim jest właśnie podświetlenie.

Porównanie struktury wyświetlaczy LCD (z lewej) i OLED (z prawej) przedstawia poniższy schemat.

Źródło: LG
Warto zaznaczyć, że powyższy schemat prezentuje oba rodzaje paneli w bardzo dużym uproszczeniu. W rzeczywistości sam panel OLED składa się z większej liczby warstw niż LCD, ale mają one grubość rzędu kilku lub kilkunastu angstremów (10-10 m), podczas gdy cały moduł LCD składa się mniejszej liczby, ale za to znacznie grubszych warstw (podświetlenie, dyfuzory, polaryzatory itd.).

Jakie są rodzaje wyświetlaczy OLED?

Niezwykle istotne jest, aby uświadomić sobie, że wyświetlacze OLED stosowane w telewizorach różnią się od wyświetlaczy OLED stosowanych np. w smartfonach czy tabletach. Według stanu na rok 2019 w stosunku do tych pierwszych używa się określenia WOLED lub OLED RGBW, natomiast wobec tych drugich – OLED RGB.

Co to jest WOLED?

WOLED oznacza White OLED, czyli dosłownie „biały OLED”. To taki OLED, którego podstawowy element generujący światło (emiter) wytwarza (emituje) światło białe. WOLED jest jednym z kilku określeń technologii wyświetlaczy organicznych opracowanej i rozwijanej przez firmę LG Display. Innym określeniem tych samych wyświetlaczy jest RGBW OLED, czyli OLED mający cztery rodzaje subpikseli: czerwony (R od ang. red), zielony (G od ang. green), niebieski (B od ang. blue) oraz biały (W od ang. white).

Wygląd subpikseli wyświetlacza WOLED telewizora LG 55E9 (2019) przedstawia poniższe zdjęcie.

układ pikseli oled

Co to jest RGB OLED?

RGB OLED to wyświetlacz OLED mający trzy rodzaje subpikseli: czerwony (R od ang. red), zielony (G od ang. green) oraz niebieski (B od ang. blue). Wygląd subpikseli wyświetlacza RGB OLED w tablecie Samsung Galaxy Tab2 przedstawia poniższe zdjęcie.

układ subpikseli RGB OLED

Jak widać, brak tu jakichkolwiek białych subpikseli, są tylko RGB.

Aktualnie w wyświetlacze RGB OLED wyposażane są najczęściej bardziej zaawansowane smartfony i tablety. Warto jednakże zaznaczyć, że wyświetlacze RGB OLED były kiedyś stosowane w telewizorach. Były to jednak pierwsze, nisko seryjne telewizory OLED takie jak Sony XEL-1 z roku 2007 (na zdjęciu) czy Samsung KE55S9 (z roku 2013).

zdjęcie przedstawiające telewizor Sony XEL-1
Źródło: Wikipedia

Co to jest QD OLED?

Jest to robocze określenie wyświetlaczy OLED, które w niedalekiej przyszłości zamierza produkować firma Samsung Display. Wyświetlacze te mają mieć jednobarwne emitery, których niebieskie światło będzie konwertowane przez kropki kwantowe (ang. QD, quantum dots). Wyświetlacze te mają mieć zastosowanie w telewizorach, natomiast w smartfonach i tabletach firma Samsung pozostanie najprawdopodobniej przy dotychczasowej technologii OLED RGB.

Zgodnie zapowiedzią z października 2019 r. pierwsze telewizory firmy Samsung z wyświetlaczami QD OLED mają pojawić się na rynku w 2021 r., pod warunkiem, że prace badawczo-rozwojowe i wdrożeniowe pójdą zgodnie z planem.

zdjęcie z programu informacyjnego, który podaje wiadomość, że Samsung inwestuje w QD OLED
Źródło: Arirang News

Co to jest PMOLED?

Są to wyświetlacze OLED z pasywną matrycą (ang. Passive Matrix OLED). Ich zaletą jest prostsza konstrukcja i niższa cena. Wyświetlacze PMOLED stosowane są bardzo często opaskach fitness, takich jak np. Fitbit.

opaska fitbit z matrycą PMOLED
Źródło: Fitbit

Czym jest AMOLED?

Są to wyświetlacze OLED z aktywną matrycą (ang. Active Matrix OLED). Wszystkie ekrany współczesnych telewizorów OLED to właśnie wyświetlacze typu AMOLED.

Co jest główną zaletą ekranów OLED?

Główną zaletą telewizorów OLED jest zdolność do wyświetlania doskonałej czerni emisyjnej, tzn. zerowej emisji światła na całym ekranie lub jego części. To właśnie brak emisji światła na poziomie subpiksela (najmniejszego elementu wyświetlacza) sprawia, że telewizory OLED mają nieskończony kontrast. Daje to im ogromną przewagę nad innymi technologiami wyświetlania obrazu (LCD, plazma).

Poniższe zdjęcie przedstawia porównanie kontrastu telewizora OLED (na górze) i LCD VA (na dole).

kontrast - OLED vs LCD

Jakie inne zalety mają ekrany OLED?

Pozostałe zalety wyświetlaczy organicznych to m.in.:

  • bardzo niska degradacja kolorów nawet pod bardzo dużym kątem – dużo niższa niż w ekranach LCD (zwłaszcza typu VA);
  • praktycznie zerowy spadek kontrastu pod kątem; w telewizorach LCD, zwłaszcza typu IPS, pod kątem czerń ulega rozjaśnieniu, co prowadzi do spadku kontrastu, a tym samym do pogorszenia się jakości obrazu;
  • ostrość obrazów ruchomych jest w zasadzie niezależna od jasności ekranu; daje to OLED-om przewagę nad ekranami LCD, zwłaszcza w trybie HDR, czyli przy dużej jasności, gdy konwencjonalne mechanizmy poprawy ostrości ruchu w telewizorach LCD, bazujące na wstawianiu czarnych klatek obrazu, stają się mniej lub całkiem nieskuteczne; inaczej mówiąc, najlepsze i najbardziej zaawansowane telewizory LCD mają przewagę nad OLED-ami pod względem ostrości obrazów ruchomych, natomiast tracą tę przewagę przy dużej jasności;
  • hermetyczność – ekrany OLED poddawane są procesowi enkapsulacji, co oznacza, że do wyświetlacza nie ma szans dostać się kurz i inne zanieczyszczenia; to daje OLED-om przewagę, bowiem osadzanie się kurzu pomiędzy niektórymi warstwami ekranu LCD (zwłaszcza tymi, które są aktywnie chłodzone za pomocą wentylatorów), wcale nie należy do rzadkości.
zdjęcie telewizora OLED
Źródło: LG

Czy OLED ma jakieś wady?

W technice nie ma rozwiązań doskonałych i OLED również taki nie jest. Do wad telewizorów OLED należą:

  • wysoka cena;
  • ograniczony wybór przekątnych; aktualnie dostępne przekątne ekranu to 55, 65, 77 i 88 cali; jak widać, całkowity brak popularnych ekranów w rozmiarze 40-43, 49-50 cali i mniejszych;
  • niska jasność w trybie pełnoekranowym; przy wyświetlaniu białej planszy zajmującej całą powierzchnię ekranu jasność spada do 150-160 cd/m^2;
  • niższa jasność w trybie HDR od ekranów LCD;
  • nie jest możliwe długie wyświetlanie obrazów statycznych (np. zdjęć czy prezentacji) bowiem powoduje to spadek jasności ekranu, a później włączenie się wygaszacza chroniącego ekran.

Co jest główną wadą ekranów OLED?

Główną wadą ekranów OLED jest ryzyko utrwalenia się obrazu na ekranie. Jeden z producentów tak opisuje to zjawisko i sposób radzenia sobie z nim (pisownia oryginalna):

Utrwalenie obrazu jest zjawiskiem, które występuje we wszystkich panelach OLED. Może się pojawić gdy wyświetlamy ten sam obraz przez dłuższy czas. Już nawet po 30 minutach wyświetlania statycznego obrazu efekt ten może pojawić się na ekranie. Producenci stosują cały szereg rozwiązań aby zredukować prawdopodobieństwo powstania tego zjawiska. Telewizory OLED Panasonic są wyposażone w funkcję regulacji panelu. […] W przypadku gdy działanie funkcji regulacji panela nie przynosi rezultatu w postaci redukcji efektu utrwalenia obrazu, oznacza to, że doszło do permanentnego uszkodzenia komórek OLED w ekranie na skutek nieprzestrzegania zasad prawidłowej eksploatacji odbiornika.

Z kolei LG opisuje to tak (pisownia oryginalna):

Wyświetlacze OLED są rozwiązaniami wykorzystującymi technologię samoemisji światła, która zapewnia znaczne korzyści w zakresie jakości obrazu i wydajności. Tak samo jak w przypadku wszystkich innych wyświetlaczy wykorzystujących wspomnianą technologię samoemisji podczas użytkowania telewizorów OLED może wystąpić problem polegający na chwilowym wyświetlaniu nieruchomego obrazu w pewnych sytuacjach, na przykład gdy przez dłuższy czas wyświetlany jest obraz statyczny. Telewizory LG OLED posiadają specjalne funkcje, które pomagają w zapobieganiu zjawisku tymczasowego wyświetlania nieruchomego obrazu.

jak mogą wyglądać uszkodzenia OLED-a

Firma Sony tak oto wyjaśnia ten problem (pisownia oryginalna):

Ze względu na charakterystyki użytych materiałów telewizory OLED są podatne na retencję obrazu (wypalanie). Retencja obrazu może wystąpić, jeżeli obrazy są wyświetlane w tym samym miejscu ekranu wielokrotnie lub przez dłuższe okresy czasu. Nie jest to usterka telewizora. Należy unikać wyświetlania obrazów, które mogą powodować retencję obrazu.

Podsumowując, warto odróżnić dwa zjawiska. Pierwsze to krótkotrwałe pozostałości obrazu na ekranie, czyli tzw. powidoki lub obrazy szczątkowe, które zazwyczaj same znikają po pewnym czasie. Drugie – to permanentne pozostawanie obrazu na ekranie (wypalenia, retencja itd.).

Jakie treści mogą powodować ww. problemy?

Oddajmy najpierw głos firmie Sony:

Poniżej przedstawiono przykłady obrazów, które mogą powodować retencję obrazu:

  • treść z czarnymi pasami na górze i dole i/lub po lewej i prawej stronie ekranu. (na przykład w formacie letterbox, 4:3, SD),

  • statyczne obrazy takie jak zdjęcia,

  • gry wideo, które mogą wyświetlać statyczny obraz w niektórych częściach ekranu,

  • menu ekranowe, programy telewizyjne, logo kanałów itp.,

  • statyczna treść z aplikacji,

  • bloki ekranowe, na przykład bloki stosowane do wyświetlania wiadomości i nagłówków.

Zdaniem LG, czynniki ryzyka są podobne:

  • zdjęcia lub niezmieniające się obrazy zawierające określone informacje wyświetlane nieprzerwanie na ekranie, takie jak numery kanałów, logo stacji telewizyjnych, nazwy programów, wiadomości lub napisy do filmów/seriali i nagłówki,

  • niezmieniające się menu lub ikony z konsolowych gier wideo lub włączonych dekoderów STB,

  • czarne pasy wyświetlane z lewej i prawej strony bądź u góry i u dołu widoczne np. gdy proporcje obrazu to 4:3 lub 21:9.

Jak zapobiec ww. problemom podczas używania telewizora OLED?

Przede wszystkim należy korzystać z urządzenia zgodnie z instrukcją. A ta przewiduje, że po pewnym czasie telewizor OLED musi wykonać kompensację lub „odświeżenie” ekranu. Jest kilka rodzajów kompensacji:

  • częstsza, ale mniej intensywna (OFF-RS) wykonywana po kilku (najczęściej 4) godzinach użytkowania,
  • rzadsza, ale bardziej intensywna (JB), wykonywana po około 2000 godzinach użytkowania.

Czasy te mogą różnić się zależnie od producenta i modelu telewizora.

informacje o statusie telewizora OLED

Szczególnie ważne jest, aby:

  • po zakończeniu oglądania wyłączyć telewizor pilotem i pozostawić go podłączonym do prądu (tj. w stanie gotowości), dzięki czemu będzie mógł on przeprowadzić kompensację panelu OLED;
  • nie przerywać rozpoczętego procesu kompensacji.

Warto pamiętać, że telewizory OLED są w stanie zliczać i rejestrować nie tylko liczbę poprawnie przeprowadzonych, lecz także przerwanych cykli kompensacyjnych, dzięki czemu serwis dysponuje informacjami, czy telewizor był użytkowany zgodnie z założeniami konstrukcyjnymi, czy też nie (tj. czy użytkownik nie przerywał cykli kompensacyjnych).

Jeżeli będziemy przestrzegać zaleceń określonych w instrukcji obsługi telewizora i użytkować go rozsądnie, bez wyświetlania godzinami obrazów statycznych, telewizor OLED odwdzięczy się nam długą i bezproblemową pracą oraz, nade wszystko, wspaniałą jakością obrazu.