Perché gli OLED vengono utilizzati negli schermi installati dai LED?

Stavo cercando di google questa domanda e non sono riuscito a trovare alcuna informazione. E dalla lettura di alcune informazioni su come funzionano non ho riscontrato differenze significative a parte il fatto che gli OLED sono fatti di elementi organici. Inoltre, vorrei sapere se la tendenza a bruciare gli OLED si riscontra anche nei LED? E la domanda principale è che perché dovrebbero sviluppare un nuovo tipo di LED e non solo mettere il classico cristallo LED su un pezzo di plastica piatto o qualunque cosa stiano usando e farne un display?

In realtà, molti schermi fanno uso LED - ma per quanto ne so, in esclusiva per estremamente grandi schermi. Basta fare una ricerca per "segnaletica a LED" e vedrai un intero sottosettore attorno ai display realizzati con LED. E intendo veri e propri display video full motion. Probabilmente ne hai visto uno su un cartellone a un certo punto.

Realizzano anche, o almeno costruiscono, piccoli display con LED. Eccone uno realizzato da HP. Evidenzia anche i problemi con questo abbastanza bene (potrebbe essere necessario ingrandire):

I LED sono pezzi singoli di wafer tritati, movimenti di magia allo stato solido ma pezzi di qualcosa uguali. Tutti i LED di questo tipo richiedono alcune cose che rendono poco pratico il loro utilizzo in schermi come i personal computer.

Prima di tutto, devi prendere i singoli LED e una macchina deve posizionare ognuno. Ciò equivale a 2 milioni di singoli LED che richiedono un posizionamento preciso per uno schermo 1080p. E questo presuppone che ogni LED sia RGB e abbia 3 LED su un singolo die. In caso contrario, questo numero passa a 6 milioni di LED che devono essere posizionati.

Facciamo finta che esista una macchina in grado di farlo con la precisione quasi perfetta necessaria per uno schermo, e può farlo con un'enorme velocità. Così veloce che si possono posizionare 2 milioni di LED non solo per uno schermo ma diversi al minuto . Oltre 100 milioni di schermi LCD vengono prodotti ogni anno. È necessario un elevato rendimento produttivo.

Ma facciamo finta che non sia un problema. Il prossimo ostacolo è che tutti questi LED richiedono collegamenti elettrici realizzati con le loro matrici. E anche usando gli stampi RGB non ci aiuta qui, come minimo, ogni pixel di LED ha bisogno di 4 connessioni ad esso. L'unico modo per eseguire questa operazione sui tipi di matrici / wafer utilizzati per realizzare i LED è il collegamento a filo. Questo sta letteralmente prendendo fili molto piccoli e usando calore e pressione per saldarli essenzialmente nei punti corretti su una matrice.

Quindi è necessario collegare 8 milioni di fili. Questo è semplicemente poco pratico. Confronta questo numero con le connessioni per una CPU, che avrà qualcosa di simile a 1000 wire bond. Abbiamo macchine che possono farlo a una velocità notevole, ma i suoi 3 ordini di grandezza sono ancora troppo lenti per questo.

Se guardi nell'immagine HP, puoi vederlo abbastanza chiaramente: ogni LED è un componente separato e ognuno è cablato individualmente.

Non mi sono nemmeno preso la briga di affrontare altri problemi come la semplice gestione di così tante connessioni.

Ora, ci si potrebbe chiedere perché non produciamo solo un gruppo di LED su un wafer in una griglia, con le connessioni integrate come qualsiasi altro circuito integrato.

La risposta è il costo L'area dei wafer è una risorsa preziosa e i circuiti integrati sono economici a causa del volume. Il dot pitch di molti schermi sarebbe troppo grande e sprecherebbe troppa area di wafer per essere pratico. Sarebbe più economico tagliare singoli stampi a LED realizzati alla rinfusa, motivo per cui l'ho scelto per l'esempio.

La seconda risposta è la resa (ma è anche una specie di costo). Quando produciamo LED, ne realizziamo un gran numero contemporaneamente, quindi li raccogliamo per emissione di luce, bilanciamento del colore, ecc. Sfortunatamente, le realtà sono che qualsiasi display direttamente litografato avrebbe così tanti pixel morti da essere totalmente inaccettabile, e luminosità e colore terribilmente irregolari per l'avvio.

I LED sono usati per ciò che sanno fare bene: sorgenti di fotone di massa. E se ridimensionate abbastanza, diventano economici anche come pixel nei display, ma solo display molto grandi e molto costosi che non hanno bisogno di essere prodotti in serie (e non lo sono).

Gli OLED si differenziano per il fatto che possono essere cresciuti su un substrato già in posizione, in massa, e non richiedono alcun legame con il filo e possono invece essere controllati tramite la stessa tecnologia a film sottile già utilizzata per gli LCD: la parte superiore dello schermo può toccare) è la connessione comune e il livello inferiore, attraverso le posizioni degli elettrodi stessi, determina i pixel. Quindi c'è un sandwich di film organico cresciuto, un singolo foglio e i pixel sono in realtà una griglia di elettrodi sotto. Ciò rende la produzione banale (rispetto ai singoli LED a filo metallico), ed è la stessa ragione per cui gli LCD sono pratici ed economici.

Quindi, in sintesi, gli OLED consentono una produzione abbastanza semplice dei display e in parte possono riutilizzare gli stessi processi utilizzati per i display LCD, in particolare gli elettrodi. I LED semplicemente non sono pratici, tranne in situazioni molto specifiche, a basso volume, ad alto costo e di dimensioni enormi in cui i numeri hanno senso. Gli OLED sono facili da realizzare, i LED sono molto più difficili e troppo difficili da realizzare per la maggior parte del tempo.

Per applicazioni con un numero di emettitori inferiore, come i display a 7 segmenti, i LED vengono comunque utilizzati. Anche per piccole cose piccolissime.

I display OLED sono molto più economici rispetto alle matrici LED, essenzialmente gli OLED sono stampati a getto (usando solo vapore invece di goccioline utilizzate nelle stampanti a getto d'inchiostro).

Le matrici LED devono essere assemblate da singoli pezzi (vedi display a LED ) o cresciute su un singolo stampo (vedi MicroLED ). Entrambe le varianti sono disponibili da diversi anni come prodotti per uso commerciale o prodotti dimostrativi. I display a LED sono naturalmente molto grandi, quindi vengono utilizzati nelle pubblicità di strada e nelle schermate di trasmissione pubblica. MicroLED dovrebbe trasformarsi in prodotti di consumo (display mobili e TV) nei prossimi anni.