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.

 

Speciál: Televizory

Nový televizor vybírejte pečlivě. Potřebujete chytré funkce, nebo stačí televizor bez nich? Jaká bude nejvhodnější úhlopříčka, rozlišení a jaký typ zobrazovacího panelu? Určitě se neobejdete bez podpory DVB-T2. Pomůžeme vám našimi redakčními články s radami, tipy a novinkami.

Doporučujeme: Nejvýhodnější televizoryNejlepší televizory

Témata článku: Televizory, OLED

Určitě si přečtěte

40 největších ženských hereckých sex symbolů 90. let

40 největších ženských hereckých sex symbolů 90. let

Sharon Stone, Gina Gershon, Salma Hayek, Cameron Diaz, Demi Moore, Pamela Anderson, Kate Winslet, Jennifer Lopez, Elizabeth Hurley nebo Nicole Kidman a jejich odhalené scény ve filmech.

13 Marek Čech

Marek Čech
Filmy
Panasonic TX-65HZ2000E: referenční 4K HDR OLED posunuje opět laťku [test]

Panasonic TX-65HZ2000E: referenční 4K HDR OLED posunuje opět laťku [test]

Udržel Panasonic tímto modelem krok s konkurencí? Drží stále pomyslnou laťku kvality hodně vysoko, anebo již padá do šedivých vod průměru?

44 Alexandr Bray

Alexandr Bray
TestOLED4K TVTelevizePanasonicTestyTelevizory
Android TV: Jak jednoduše dostat obraz z telefonu do TV [video]

Android TV: Jak jednoduše dostat obraz z telefonu do TV [video]

Máme zde Miracast, Google Cast, ale co dělat, když ani jedno nefunguje? Pokud potřebujete zobrazit obsah telefonu na velké obrazovce televizoru, recept je jednoduchý.

7 Tomáš Holčík

Tomáš Holčík
Televizory
14 nejlepších Hi-Fi sluchátek pro domácí poslech. Ceny začínají už pod tisícikorunou

14 nejlepších Hi-Fi sluchátek pro domácí poslech. Ceny začínají už pod tisícikorunou

Jako domácí sluchátka označujeme rozměrnější a pohodlnější sluchátka pro dlouhodobější poslech: například hudby u počítače, domácího Hi-Fi, ale i televizoru. Vybrali jsme ta nejlepší.

94 Jaromír Puk

Jaromír Puk
Sluchátka
13 nejlepších filmů o dobývání vesmíru. Víme, kde si je můžete pustit online

13 nejlepších filmů o dobývání vesmíru. Víme, kde si je můžete pustit online

Vybrali jsme nejlepší filmy s tematikou cest lidí do vesmíru. Takové, které nejlépe přiblíží zážitky astronautů a přitom vás dobře zabaví. Rovnou přidáme informaci, kde se na ně můžete legálně kouknout na internetu.

19 Ondřej Králík

Ondřej Králík
Filmy, které musíte vidět
EISA: nejlepší televizory, projektor a multimediální přehrávač pro rok 2020/2021

EISA: nejlepší televizory, projektor a multimediální přehrávač pro rok 2020/2021

Přestože se letos všechny velké akce a veletrhy se spotřební elektronikou ruší, tak každoročního vyhlášení nejlepších produktů dle asociace EISA jsme se dočkali. Podívejte se, co EISA považuje za to nejlepší.

18 Jaromír Puk

Jaromír Puk
Televizory