Por que os OLEDs são usados ​​em telas instaladas em LEDs?

Eu estava tentando pesquisar no Google essa pergunta e não consegui encontrar nenhuma informação. E, ao ler algumas informações sobre como eles funcionam, não encontrei nenhuma diferença significativa além dos OLEDs feitos de elementos orgânicos. Também gostaria de saber se a tendência a queimar OLEDs também é vista nos LEDs? E a principal questão é: por que eles desenvolveriam um novo tipo de LED e não apenas colocariam o cristal de LED clássico em um pedaço plano de plástico ou o que quer que estejam usando e exibissem um display?

Na verdade, muitos monitores fazer LEDs de uso - mas, tanto quanto eu sei, exclusivamente para extremamente grandes ecrãs. Basta fazer uma pesquisa por 'sinalização de LED' e você verá todo um sub-setor em torno de telas feitas de LEDs. E eu quero dizer exibições de vídeo em movimento real. Você provavelmente já viu um em um outdoor em algum momento.

Eles também fazem, ou pelo menos fizeram, pequenos displays com LEDs. Aqui está um feito pela HP. Ele também destaca bem os problemas com isso (pode ser necessário aumentar o zoom):

LEDs são pedaços individuais de bolacha picada, pedaços de magia de estado sólido, mas pedaços de algo a mesma coisa. Todos os LEDs desse tipo exigem algumas coisas que tornam seu uso em coisas como telas de computadores pessoais bastante impraticáveis.

Primeiro e acima de tudo, é necessário levar os LEDs individuais e uma máquina deve posicionar todos e cada um. Isso equivale a 2 milhões de LEDs individuais que precisam de posicionamento preciso para uma tela de 1080p. E isso pressupõe que cada LED é RGB e possui 3 LEDs em uma única matriz. Caso contrário, esse número aumenta para 6 milhões de LEDs que precisam ser posicionados.

Vamos fingir que existe uma máquina capaz de fazer isso com a precisão quase perfeita necessária para uma tela, e pode fazê-lo com uma velocidade tremenda. Tão rápido que é possível posicionar 2 milhões de LEDs não apenas para uma tela, mas vários por minuto . Mais de 100 milhões de telas de LCD são fabricadas por ano. Alto rendimento de fabricação é uma obrigação.

Mas vamos fingir que isso não é um problema. O próximo obstáculo é que todos esses LEDs exigem conexões elétricas feitas em suas matrizes. E mesmo o uso de matrizes RGB não nos ajuda aqui, no mínimo, cada pixel de LED precisa de 4 conexões a ele. A única maneira de fazer isso com os tipos de matrizes / bolachas usadas para fabricar LEDs é a ligação de fios. Isso significa, literalmente, levar fios muito pequenos e usar calor e pressão para essencialmente soldá-lo nos pontos corretos em uma matriz.

Então você precisa conectar 8 milhões de fios. Isso é simplesmente impraticável. Compare esse número com as conexões de uma CPU, que terá algo como 1000 ligações de fio. Temos máquinas que podem fazer isso a uma velocidade notável, mas ainda são três ordens de magnitude muito lentas para isso.

Se você olhar na imagem da HP, poderá ver isso claramente: cada LED é um componente separado e cada um é ligado individualmente.

Eu nem me preocupei em entrar em outras questões, como simplesmente gerenciar tantas conexões.

Agora, pode-se perguntar por que não fabricamos apenas um monte de LEDs em uma bolacha em uma grade, com as conexões integradas como qualquer outro circuito integrado.

A resposta é custo. A área de wafer é um recurso precioso e os circuitos integrados são econômicos por causa do volume. O número de pontos de muitas telas seria muito grande e desperdiçaria muita área de wafer para ser prático. Seria mais econômico cortar as matrizes de LED individuais feitas a granel, e é por isso que escolhi isso como exemplo.

A segunda resposta é o rendimento (mas isso também é realmente um custo). Quando fabricamos LEDs, fabricamos um grande número deles de uma só vez, depois os agrupamos para saída de luz, equilíbrio de cores etc. Infelizmente, a realidade é que qualquer tela litografada diretamente teria tantos pixels mortos que seriam totalmente inaceitáveis, e brilho e cor terrivelmente irregulares para inicializar.

Os LEDs são usados ​​para o que são bons: fontes de fótons em massa. E se você escalar o suficiente, eles se tornarão econômicos, mesmo como pixels em monitores, mas apenas monitores muito grandes e caros que não precisam ser produzidos em massa (e não são).

Os OLEDs diferem na medida em que podem ser cultivados em um substrato já instalado, em massa, e não requerem ligação de fio e, em vez disso, podem ser controlados através da mesma tecnologia de película fina já usada para LCDs - o 'topo' da tela (superfície que você pode tocar) é a conexão comum e a camada inferior, através dos locais dos próprios eletrodos, determina os pixels. Portanto, existe um sanduíche de filme orgânico cultivado, uma única folha, e os pixels são na verdade uma grade de eletrodos embaixo. Isso torna a fabricação trivial (em relação aos LEDs individuais com fio) e é a mesma razão pela qual os LCDs são práticos e baratos.

Portanto, em resumo, os OLEDs permitem a fabricação bastante simples de monitores e, em parte, podem reutilizar os mesmos processos usados ​​para monitores LCD, especificamente os eletrodos. Os LEDs simplesmente não são práticos, exceto em situações muito específicas, de baixo volume, alto custo e tamanho enorme, onde os números fazem sentido. Os OLEDs são fáceis de exibir, os LEDs são muito mais difíceis e difíceis de exibir na maioria das vezes.

Porém, para aplicações com menor número de emissores, como os displays de 7 segmentos, os LEDs ainda são usados. Mesmo para coisas pequenininhas.

Os monitores OLED são muito mais baratos do que as matrizes de LED, essencialmente os OLEDs são impressos a jato (apenas usando vapor em vez de gotículas usadas em impressoras a jato de tinta).

As matrizes de LED precisam ser montadas a partir de peças de matriz individuais (consulte displays de LED ) ou cultivadas em uma única matriz (consulte MicroLED ). Ambas as variantes estão disponíveis há vários anos como produtos para uso comercial ou produtos de demonstração. Os displays de LEDs são naturalmente muito grandes, então são usados ​​em anúncios de rua e telas de transmissão pública. Espera-se que o MicroLED torne-o em produtos de consumo (telas e TVs para celular) nos próximos anos.