Дисплейные OLED-технологии, изначально развивавшиеся по драматическому сюжету, в уходящем 2014 году как никогда оказались под ударом. Казалось бы, только началось складываться к лучшему: пусть в небольших количествах и по невероятным ценам, но появились первые OLED-телевизоры с крупными диагоналями, а на январской выставке CES’14 ряд компаний показал действительно большие OLED-диагонали.
Однако затем наступила весна, и о приостановке темпов работ над выпуском OLED-панелей заявили Sony и Panasonic, а вслед за ними и Samsung. Дошло до того, что на сентябрьской выставке бытовой электроники IFA-2014 в Берлине OLED-телевизоры встречались почти так же редко, как ныне вымирающая плазма.
По сути, в середине 2014 года в поле OLED-технологий с большой диагональю остался только один воин – LG.Display, но какой воин! Ближе к концу лета 2014 компания объявила об успешном окончании работ по запуску производственных линий на новой фабрике LG M2, сулящих не только численное увеличение производства телевизионных OLED-панелей с большой диагональю, но ещё и приемлемые цены.
Органические светодиоды: OLED, да не тот
Разработка технологий для массового производства крупных панелей на органических светодиодах (Organic Light Emitting Diode, OLED) с переменным успехом велась сразу несколькими компаниями на протяжении всего десятилетия «нулевых». И вот, наконец, фанфары: в 2008 году Sony анонсирует свой первый супертонкий OLED-телевизор XEL-1, с более чем скромной по нынешним временам 11-дюймовой диагональю и невероятно высокой даже по тем временам ценой $2500 (на минуточку, $227 за дюйм).
Вспоминать аналитику и прогнозы тех лет нынче просто грустно. ЖК-телевизоры к тому времени уже вытеснили кинескопные модели, но картинка с разрешением Full HD и диагональю более 40 дюймов всё ещё кусалась высокими ценами. Тем не менее, аналитики и СМИ вовсю трубили о скорой победе OLED-телевизоров.
Ждать действительно есть что: OLED-технология сочетает всё лучшее от плазмы и LED, обладает высочайшей контрастностью и отличными углами обзора, не нуждается в подсветке и в то же время отображает более насыщенные цвета и настоящий «глубокий чёрный». Всё это уверенно подтвердит армия нынешних владельцев гаджетов с небольшими OLED-экранами и пока немногочисленные владельцы больших OLED-экранов. Если бы не проблемы…
О проблемах, связанных с синим спектром излучения и недолговечностью органических светодиодов, в своё время, пожалуй, не писал только ленивый. Трудно даже представить, сколько за эти годы было инвестировано компаниями Sony, Panasonic, Samsung и LG в разработку надёжной коммерческой технологии по выпуску крупных OLED-диагоналей с приличным процентом выхода готовых долговечных панелей. Тем не менее, к концу первого полугодия 2014 компании Sony и Panasonic анонсировали приостановку производства собственных OLED-панелей. Чуть позже Samsung Display также остановила производство крупных панелей на своей единственной OLED-фабрике в Капа (Capa), по некоторым данным, по причине низкого – порядка 40-50% выхода годной продукции, и отложила инвестирование в следующее технологическое поколение Gen3.
А что же LG?
В 2014 году на прилавках магазинов появилось несколько моделей 3D OLED-телевизоров производства LG Electronics. Среди них – замечательные телевизоры LG 55EC930V, 55EA970V и 55EA980V с изогнутой 55-дюймовой диагональю, сверхтонкий LG 55EA880V с дизайном Art Frame. В последнее время не может не радовать тенденциозное снижение цены на эти модели – на некоторые из них до $3000 и даже ниже. К сожалению, в данном случае речь лишь о моделях с разрешением Full HD. Первые 4K OLED-телевизоры LG с диагоналями 55, 65 и 77 дюймов, которые ожидались в рознице ближе к концу года 2014 года, конечно же, дороже, особенно на старте продаж.
И всё же существуют определённые предпосылки появлению OLED-телевизоров с 4K/Ultra HD крупным экраном и разумными ценами в ближайшем будущем. Дело в том, что ещё в начале 2014 года LG-Display открыла свою новую фабрику M2 с улучшенным производственным процессом и повышенным процентом выхода годной продукции. В результате, уже к лету компания смогла удвоить выпуск крупных панелей по сравнению со всем 2013 годом при использовании того же количества исходного сырья.
К. И. Вон (K. I. Kwon), президент британского подразделения LG Electronics, в своём недавнем интервью изданию TechRadar рассказал, в частности, что выход пригодных OLED-модулей всё ещё не сравним с показателями линий по выпуску ЖК-панелей, однако вполне достаточен для того, чтобы снизить розничные цены. Кроме того, производственная линия на новой фабрике M2 способна делать сразу шесть 55-дюймовых модулей и три 65-дюймовых модулей на единой стеклянной подложке, в то время как мощности фабрики M1 обеспечивали лишь одну 65-дюймовую панель на подложке в 1,5 площади панели, что сразу добавляло к цене потери трети подложки.
Особенности OLED-технологии LG Displays
Производство телевизионных OLED-панелей LG Displays базируется на трёх основополагающих технологиях: технология на базе оксидных тонкоплёночных транзисторов (Oxide TFT) для управления подачей сигнала на каждый пиксель экрана, WRGB-технология структурирования для осаждения OLED-компонентов на поверхности стеклянной матрицы, и процесс инкапсуляции с твёрдой фазой для защиты OLED-компонентов от внешней влаги и воздуха.
Оксидная TFT-технология
Для создания тонкоплёночной транзисторной подложки (TFT backplane), управляющей пикселями матрицы, в LG выбрали оксидную TFT-технологию. По словам специалистов LG, при создании OLED-экранов, оксидная TFT-технология предпочтительнее низкотемпературной поликристаллической кремниевой технологии (low-temperature polycrystalline silicon, LTPS) хотя бы потому, что для LTPS необходимо сканирование поверхности TFT эксимерными лазерами, что подразумевает большие затраты времени и денег. Кроме того, лазерное сканирование не гарантирует получение однородного уровня свечения по всей поверхности экрана.
Оксидная TFT-технология, в свою очередь, обеспечивает более высокий уровень свечения и, главное, более равномерный по всей площади панели. Кроме того, эта технология полностью совместима с нынешними производственными линиями компании по выпуску ЖК-панелей, что упрщает процесс модернизации и позволяет быстро и с минимумом затрат нарастить объём производства OLED-панелей.
Впрочем, у оксидной TFT-технологии есть свои собственные сложности, такие как, например, трудности в обеспечении однородного порогового напряжения. Проблема была решена благодаря использованию улучшенных материалов, а также за счёт применения изменённой TFT-структуры и нового производственного процесса с использованием меди и низких температур. Для предотвращения процесса ухудшения уровней порогового напряжения и напрямую связанного с этим яркостного дисбаланса OLED-панели, в LG также разработали специальные алгоритмы для цепей компенсации любых потенциальных изменений порогового напряжения для каждого пикселя. Таким образом, подстройка уровней яркости производится в реальном времени, предотвращая дисбаланс цветовой гаммы и эффект «старения матрицы».
Безмасочная технология WRGB-структурирования
Для производства крупных OLED-панелей в LG задействована безмасочная WRGB OLED технология создания структуры, с помощью которой компоненты OLED-технологии последовательно осаждаются на поверхности стеклянной матрицы. Выбор LG в пользу безмасочного WRGB-структурирования (WRGB patterning) для производства OLED-панелей против более традиционной технологии тонкой масочной металлизации (fine metal mask, FMM) прежде всего, обусловлен более высокой производительностью безмасочного метода и большим процентом выхода годной продукции. FMM-технология, отлично зарекомендовавшая себя для производства экранчиков с малой диагональю, пасует там, где требуется очень равномерное нанесение очень тонкой металлической маски на очень большой площади очень большого экрана. Любая неравномерность маски делает невозможным равномерное осаждение OLED-материалов по всей площади матрицы. Выходом в такой ситуации может стать перекрытие всей площади небольшими фрагментами масок из металлической фольги и поочерёдное их сканирование над стеклянной подложкой, однако при этом процесс выравнивания нескольких структурирующих масок ля точного осаждения OLED-компонентов очень замедляет производство и сводит на нет все преимущества FMM-технологии.
В процессе WRGB-структурирования с открытой маской синий, зелёный и красный OLED наносятся одним слоем, а не один за другим, именно поэтому WRGB-метод обеспечивает меньший уровень брака.
Новая методика WRGB-структурирования также позволила снизить энергопотребление матриц с одновременным увеличением яркости благодаря двухуровневой структуре нанесения материалов. В предыдущей методике LG использовалась одноуровневая структура, эффективность которой ограничивалась эффективностью яркости порядка 10 кандел на ампер. Новая 2-слойная структура позволила увеличить отдачу яркости до 25 кд/А.
Применение в матрицах LG технологии WRGB-структурирования также позволяет снизить процент избыточного излучения в синем спектре, присущий ЖК-панелям. Высокоэнергетический видимый спектр синего излучения в диапазоне волн от 380 нм до 550 нм излучает ЖК-панелями в среднем в три раза больше синего света нежели более комфортные в этом плане для просмотра OLED-панели.
Твёрдая фаза процесса инкапсуляции
Для процесса инкапсуляции, благодаря которому блокируется доступ внешней влаги и воздуха к элементам OLED, в LG применяют технологию с твёрдой фазой своей собственной разработки, эффективной также при производстве гибких и изогнутых дисплеев.
Суть технологии заключается в использовании тончайшей высококачественной металлической плёнки, пассивация (создании поверхностной защитной плёнки) которой происходит при относительно низких температурах для сведения к минимуму возможности возникновения дефектов OLED-структуры от нагрева. В отличие от практики использования стеклянных субстратов, металлическая подложка значительно тоньше и легче, более надёжна и отлично сочетается с технологией создания гибких дисплеев.
Когда 4K и 8K OLED-телевизоры LG придут в массы?
После завершения монтажных и наладочных работ, новая фабрика LG M2 по выпуску крупных OLED-панелей восьмого поколения (8G) способна выпускать до 26 тысяч готовых OLED-пластин в месяц, при этом выход годной продукции с использованием WRGB-технологии достиг успешных 70%. Для сравнения: пиковая месячная производительность фабрики M1 достигала лишь 8 тысяч пластин.
Ближе к концу 2014 года LG.Display планирует наладить выпуск панелей для 110-дюймовых OLED-телевизоров, что в четыре раза превышает площадь привычных сегодня 55-дюймовых моделей. Особо следует подчеркнуть, что на сегодняшний день речь уже даже не идёт о переходе от OLED-телевизоров с Full HD экранами к Ultra HD картинке, на сегодня этот вопрос решён и все новые крупные модели будут представлены с этим разрешением. Так, например, уже в ближайшее время в России стартуют продажи 77-дюймового OLED UltraHD/4K-телевизора LG 77EC980V.
Более того: уже сейчас LG полностью готова к массовому производству крупных OLED-панелей с разрешением 8K (Super Hi-Vision — 7680 x 4320 точек). Впрочем, в LG не планируют в ближайшее время коммерческое производство 8K OLED-панелей, мотивируя это необходимостью дополнительного усовершенствования технологии для увеличения срока работы матриц со столь плотным расположением пикселей. Для этих целей разработчики LG планируют найти более подходящие материалы для производства OLED-компонентов.
И всё же представители LG по-прежнему позиционируют OLED-телевизоры в качестве премиального high-end продукта, потенциальный рынок которого весьма и весьма далёк от насыщения. Таким образом, резкого снижения цен на OLED-телевизоры в этом сезоне ждать нет смысла. Спикеры LG высказываются в последнее время в том ключе, что недорогие модели OLED-телевизоров можно ждать лишь ближе к середине 2015.
JOLED: будущее OLED для Sony, Panasonic и других японских компаний
31 июля 2014 года совместным пресс-релизом компании Sony, Panasonic и Japan Display Inc. (JDI) объявили о формировании совместного предприятия по разработке OLED-дисплеев. Новая компания получила название JOLED Inc, официальный старт её работы намечен на январь 2015. Правительственная компания Innovation Network Corp of Japan (INCJ) получила в JOLED пакет из 75% голосующих акций, на долю Japan Display пришлось 15%, и ещё по 5% получили Sony и Panasonic.
Тут, видимо, самое время напомнить, что компания Japan Display, в свою очередь, также является совместным предприятием, сформированным в апреле 2012 года в процессе слияния подразделений по выпуску ЖК-панелей компаний Hitachi, Toshiba и Sony.
В официальном пресс-релизе говорится о том, что в рамках JOLED будут интегрированы все R&D мощности компаний Sony и Panasonic для «ускорения разработки и коммерциализации технологий для выпуска OLED-дисплеев», но по сути, новое совместное предприятие объединит практически все японские OLED-технологии при активном спонсорстве со стороны государства. Для ясности также стоит упомянуть, что JOLED будет заниматься выпуском OLED-дисплеев с любой диагональю, не только для телевизоров, но также небольших и среднего размера панелей для надеваемой электроники, смартфонов и планшетов.
Основной причиной приостановки производства крупных панелей для OLED-телевизоров компаниями Sony и Panasonic называют несовершенство технологий, так и не достигшее коммерчески выгодного уровня выхода готовой продукции. Совместный проект JOLED позволит комбинировать революционную технологию печати OLED-материалов, разработанную в Panasonic, с технологией сверхярких панелей Sony Super Top Emission.
Более того: в рамках CES-2014 компания Panasonic показала прототип 4K-телевизора с напечатанной 55-дюймовой OLED-панелью, способной изгибаться в обоих направлениях. Вполне может быть, что уже в 2015 году японские компании порадуют потребителей не только массовыми и недорогими OLED-телевизорами, но также моделями с необычными свойствами.
В дополнение (как узелок на память) также добавим, что, несмотря на передачу патентов и инженеров в совместное предприятие JOLED, компания Sony намерена параллельно продолжать работу над собственной OLED-технологией, однако здесь речь не о бытовых, а об исключительно индустриальных дисплеях для таких сегментов как профессиональная видеотехника, телевещание и медицинское оборудование.
Ссылки по теме:
- Samsung: выпуск новых OLED-телевизоров приостановлен
- CES 2014: новые модели ТВ от Haier, Hisense и TCL
- CES 2014: изогнутые 4K-ТВ и Ultra HD 3D-видеостены на стенде LG
- CES 2014: линейка UHD-ТВ от Samsung с поддержкой 3D
- CES 2014: MEMS-дисплеи и другие продукты на стенде компании Sharp
- CES 2014: 8K 3D-ТВ без очков и другие новинки от Sharp
- Логотипы Ultra HD: то ни одного, а теперь свои у Европы и США
- Стандарт DVB-UHDTV L1: 4K-вещание с 10-битным кодеком HEVC
- Высокая чёткость стандарта UHDTV L1 и L2: последние вести с полей
- 55-дюймовый OLED 3D-телевизор LG 55EM9600
