Co dál s displeji? Budoucnost patří OLED

O OLED se už dlouho mluví jako o zobrazovačích budoucnosti a nástupci LCD, přesto jsme se OLED displejů dočkali prakticky jen v mobilech a u extrémně drahých televizorů. Proč?

Tento článek původně vyšel v časopise Computer

Ačkoliv se může zdát, že je technologie organických elektroluminiscenčních diod (OLED) záležitost posledních deseti let, není tomu tak. OLED je předmětem dlouhého výzkumu sahajícího až do padesátých let minulého století, kdy André Bernanose na univerzitě Nancy-Université ve Francii se svými spolupracovníky zjistil, že některé organické materiály vykazují při průchodu střídavého vysokého napětí elektroluminiscenci.

Po dílčích úspěších z jiných vědeckých pracovišť po světě byla v roce 1987 ve společnosti Eastman Kodak zkonstruována první OLED dioda. Ta využívala inovovanou dvouvrstvou konstrukci se samostatnou dopravou elektronů a děr tak, že k jejich rekombinaci a emisi světla došlo v prostřední organické vrstvě. Tím se snížilo provozní napětí, zvýšila se účinnost a tento objev vedl k současnému výzkumu a výrobě OLED displejů.

Klepněte pro větší obrázek 
Jeden pixel OLED displeje s aktivní maticí (AMOLED) - popisky jednotlivých vrstev v odstavci níže

Současné OLED fungují stejně, jen se mění a vylepšují použité materiály, které jsou v několika velmi tenkých vrstvách. Mezi kovovou anodou (1) a průhlednou katodou (2) se nachází několik vrstev organických látek. Jedná se o vrstvu přenášející elektrony (3), světlo emitující vrstvu (4) a vrstvu, která přenáší díry (5). Přivedení napětí do určité oblasti mezi anodou a katodou má za následek velký proud děr a elektronů, které rekombinují ve světloemitující vrstvě. Tím dochází ke vzniku fotonů viditelného světelného záření, které prochází poslední, skleněnou vrstvou (6). Stejně jako LCD displeje se i OLED dělí na displeje s pasivní maticí (PM – Passive Matrix) a s aktivní maticí (AM – Active Matrix), (7) která je nanesená na skleněném nebo plastovém substrátu (8).

Pasivní versus aktivní matice

Displeje PMOLED jsou méně komplikované a používají se především pro zobrazování jednoduchých jednobarevných obrazců, například textu. Ty také přišly jako první například v MP3 přehrávačích, kde oproti STN displejům vynikají svými pozorovacími úhly a jasem. PMOLED displeje jsou řízeny mřížkovou matricí navzájem překřížených vodičů. V místě křížení jsou vodiče připojeny k elektrodám OLED struktury, a tím vznikají jednotlivé pixely. Na anody a katody vybraných bodů je pomocí mříže vodičů a multiplexních přepínačů přivedeno elektrické napětí, které nutí organickou látku vyzařovat světlo.

Klepněte pro větší obrázek 
OLED displeje s pasivní maticí navzájem překřížených vodičů se hodí pouze pro jednoduché a malé displeje především pro text, maximálně pro grafiku s nízkým rozlišením

Signály jsou zpravidla dodávány do sloupců a synchronizovány s cyklickým zapojováním řádků. Optický výstup tak vzniká postupným skládáním řádků, ke kterému dochází šedesátkrát za sekundu. Čím větší proud je v impulsu použit, tím jasněji pixel září. Kvůli nutnosti vytváření velmi krátkých impulzů s vysokými intenzitami se s většími úhlopříčkami značně snižuje účinnost. Proto se PMOLED hodí jen pro malé displeje u MP3 přehrávačů či různé informační displeje.

 

Díky tomu, že OLED nepotřebuje podsvícení, mohou být AMOLED displeje až neuvěřitelně tenké

 

Pro větší úhlopříčky a graficky náročné uplatnění s vysokým rozlišením se hodí AMOLED displeje s aktivní maticí – jsou sice složitější, a tím i dražší, ale zase jasnější, mají rychlejší odezvu a vyšší účinnost. Každý subpixel je spínán vlastním obvodem tvořeným párem tranzistorů (jeden pro řízení nabíjení a vybíjení kondenzátoru a druhý slouží jako napěťový stabilizátor kvůli zajištění konstantní velikosti proudu). Tím se zabrání blikání bodů, které svítí během několika po sobě jdoucích cyklů. Zároveň je vyšší i průtok proudu (vyšší jas pixelu) a zkracuje se odezva. Všechny kvalitní OLED displeje v mobilních telefonech a televizorech jsou typu AMOLED.

Na typu materiálu záleží

Kromě „klasických“ OLED displejů vznikla i řada vylepšení změnou použitých materiálů. Mezi nejzajímavější patří například PHOLED neboli technologie fosforeskujících LED, která dosahuje až čtyřikrát vyšší účinnosti. Využívá principu elektrické fluorescence, při které je v ideálním případě až 100 % elektrické energie přeměněno na světlo. V porovnání s 25 až 30 % u klasických OLED a pouhých 10 % u LCD obrazovek je to velký pokrok. Hlavním uplatněním PHOLED je ale především osvětlení. Má potenciál uspořit obrovské množství energie, proto například vynaložila americká vláda 200 tisíc dolarů na vývoj této technologie pro běžné osvětlení.

Nanesením OLED struktury na pružný materiál namísto skla vznikne FOLED neboli flexibilní OLED displej. Takový najde své uplatnění nejen v různě zakřivených konstrukcích (přístrojová deska, hledí přilby, mobilní telefon), ale vyniká také svou vysokou pevností a odolností vůči nárazům.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek 
Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek 
FOLED v praxi – prototypů a designérských studií existuje hromada, ohnutý displej totiž otevírá nové možnosti mobilních zařízení

Použitím průhledných materiálů, ať už skla, nebo plastů, umožňuje vytvoření tzv. TOLED (transparentní OLED) displeje s až 80% průchodností světla. Lze přitom zvolit, zda bude obraz viditelný z jedné, nebo z obou stran. Uplatnění v praxi takovýchto displejů se teprve hledá, ale pro TOLED se přímo nabízí sklo automobilu nebo hledí přilby, kde půjde zobrazovat informace v zorném poli uživatele. Většímu rozšíření zatím brání nejen vysoká cena těchto zobrazovačů, ale také problémy s životností a stálostí barev. Organické elektroluminiscenční materiály je navíc nutno konstrukčně chránit před vlivem vnější atmosféry – především před vlhkostí, která jejich vlastnosti významně degraduje.

 

Témata článku: Hardware, Technologie, Budoucnost, OLED, Galaxy, Matrix, Gear Fit, LED TV, Galaxy S4, Note 3, Super, Versus

54 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Andy LSP 7. 3. 2014 0:52:11
    OLED se mi líbí, ale až bude za 1 výplatu a né za roční plat.
  • TripleDouble 6. 3. 2014 22:31:55
    Škoda že je to zdržovaný korporacemi, aby vymáčkli co nejvíc peněz z...
  • Ruda.M 5. 3. 2014 16:30:43
    Muj AMOLED display na S3 se vypalil diky jedne navigacni aplikaci behem...
Určitě si přečtěte

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 78

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 123