OLED displeje: technologie současnosti i budoucnosti

15. ledna 2014
TWEET SDÍLET
O OLED se již dlouho mluví jako o zobrazovačích budoucnosti a nástupci LCD, přesto jsme se dočkali prakticky jen v mobilních telefonech a u extrémně drahých televizorů. Dočkáme se někdy jejich zlevnění?

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.

Klepněte pro větší obrázek 
Obrovskou výhodou OLED displejů je absolutní černá a vysoký jas, což společně s velkým rozsahem barev přináší skutečně nekompromisní obraz

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.

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.

Klepněte pro větší obrázek 
Díky tomu, že OLED nepotřebuje podsvícení, mohou být AMOLED displeje až neuvěřitelně tenké. Vrstvy bez substrátu jsou až 200× tenčí než lidský vlas

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

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.

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.

Klepněte pro větší obrázek
Zatímco LG používá OLED jen jako podsvícení, Samsung má skutečné barevné OLED subpixely. Musel ale pro dlouhodobou stabilitu barev zvětšit plochu modrého subpixelu

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.

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: Televizory, OLED

Určitě si přečtěte

Zesilovač a repro: pravidla párování

Zesilovač a repro: pravidla párování

Jaké kombinace se zesilovačem jsou vhodné a které jsou špatné? Jakou citlivost a impendanci mají mít reprobedny? To a ještě více zde.

1 Jakub Minář

4K Ultra HD nebo Full HD: musíte kupovat TV s 4K rozlišením?

4K Ultra HD nebo Full HD: musíte kupovat TV s 4K rozlišením?

Když se podíváme do obchodů, začíná to vypadat, že kdo nekoupí 4K televizor, tak vyhazuje své peníze oknem. Jaká je realita?

94 Jaromír Puk

Panasonic TX-55FX700E: plujte na klidné vlně [test 4K HDR LED TV]

Panasonic TX-55FX700E: plujte na klidné vlně [test 4K HDR LED TV]

Sedmistovka od Panasonicu - televizor (skoro) pro každého. Tentokráte na vaše přání přinášíme test LCD televizoru z dostupné kategorie.

23 Alexandr Bray

Onkyo CS-N575D: výborný síťový hudební Hi-Fi minisystém [test]

Onkyo CS-N575D: výborný síťový hudební Hi-Fi minisystém [test]

Hraje tak, že vás hudba naprosto pohltí. Systém našlapaný technologiemi potěší geeka i náročného posluchače, jeho místo je v obyváku, kde vám bude dělat radost jak u filmů, tak při poslechu hudby.

29 Jakub Michlovský

Vybrali jsme 13 nejlepších bezdrátových reproduktorů. Nejen pod stromeček

Vybrali jsme 13 nejlepších bezdrátových reproduktorů. Nejen pod stromeček

Vybrali jsme 13 nejzajímavějších bezdrátových reproduktorů. Od malých do kapsy až po větší do domácnosti, které nabízejí výborný poměr cena/výkon.

20 Jaromír Puk

Sony HT-XF9000: vynikající soundbar s prostorovým zvukem 7.1.2 [test]

Sony HT-XF9000: vynikající soundbar s prostorovým zvukem 7.1.2 [test]

Mezi hezké, nenápadné, menší a tenčí soundbary se řadí i nové Sony a do dostupnější cenové relace přináší nejnovější dekodéry prostorového zvuku Dolby Atmos/DTS X. Výsledek? Jednoznačně skvělý.

7 Alexandr Bray

Samsung QE55Q7FN: prémiový 4K HDR QLED televizor [test]

Samsung QE55Q7FN: prémiový 4K HDR QLED televizor [test]

QLED řada Q7 od Samsungu má být prémiový televizorem s maximální výbavu, výborným obrazem a pohodovým ovládáním. Míří zejména a ty, kdo chtějí televizor vybalit z krabice a v pohodě si užívat.

25 Alexandr Bray