OLED - spása displejů?

1. 7. 2009 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Aleš Lalík

V současných noteboocích a mobilních zařízeních se používají pro zobrazování LCD, ovšem výrobci již dlouhou dobu pracují na jejich nástupcích. V současnosti se jeví jako nejschopnější náhrada technologie OLED, přinášející mnoho výhod v podobě nižší spotřeby, lepšího barevného podání nebo menší tloušťky. OLED se zatím bohužel potýká i s problémy, bránícími rozšíření těchto monitorů.

Výrobci notebooků, MID a podobných mobilních zařízení dnes používají prakticky pouze LCD s technologií TN, která nejvíce trpí omezenými pozorovacími úhly a horším barevným podáním. S těmito problémy se lze setkat u LCD obecně a přidávají se k nim ještě další neduhy. Jedním z nich je nerovnoměrnost podsvícení, způsobená použitím několika (většinou 1) tenkých zářivkových trubic (CCFL), jejichž světlo se následně rozvádí po celé ploše displeje. V poslední době se začínají objevovat LCD s LED podsvícením, které tento problém zlepšují, ale nikoliv eliminují. U podsvětlení je taktéž vyžadováno, aby světlo zářivek nebo LED mělo bílou barvu a neovlivňovalo tak výsledné barevné podání.

Vývoj proto neustává ani v oblasti zobrazovacích zařízení, a jedna z nadějných technologií, která by mohla časem nahradit dnešní LCD, se nazývá OLED. Samotná zkratka vychází z anglického názvu "Organic light-emitting diode", napovídající podobnost s běžnou svítivou diodou, tzv. LED. Zásadní odlišnost je použití organického materiálu na OLED, čímž je možné vyrobit mnohem menší diody, které lze snadno nanášet tištěním na podkladový materiál a vytvářet velmi tenké displeje. Snadná výroba v porovnání s LCD je další výhodou OLED, cena těchto monitorů by tudíž mohla být značně nižší. Přínosů OLED je samozřejmě více, na začátek je ale vhodné si vysvětlit princip celé technologie.

Jak OLED fungují

Stejně jako u LCD se i v případě OLED displejů vytváří výsledná barva složením ze tří základních RGB barev (Red – červená, Green – zelená, Blue - modrá), každý pixel je tedy složen ze tří barevných subpixelů. Strukturu jednotlivých pixelů ukazuje následující schéma:

Na vrchní katodu a spodní anodu je nutné přivést napětí v rozmezí 2-10 V, čímž začnou elektrony proudit z katody přes transportní vrstvu elektronů, usměrňující je k příslušným subpixelům, tvořených organickými emitory. Ty začnou emitovat fotony neboli svítit o příslušné vlnové délce, v případě RGB modelu se jedná o červenou, zelenou a modrou barvu. V anodě se vytváří elektronové díry, jejichž přenos je usměrňován transportní vrstvou děr. Povrch obrazovky je nakonec pokryt ochrannou vrstvou materiálu, kterým může být průhledný plast, sklo či jiné.

Ze spodní strany je pak umístěná ovládací matice vodičů, která se v podstatě neliší od běžných LCD. Je realizována buď jednodušší pasivní verzí (PMOLED) ovládající celé řádky a sloupce, nebo složitější aktivní verzí (AMOLED) pro použití v běžných displejích.

Značnou nevýhodou je životnost organických emitorů, kritická je v tomto ohledu zejména modrá barva. Postupem času totiž začíná klesat jas organické vrstvy emitorů, což vede k nerovnoměrnosti barevného podání obrazu. Problém je o to složitější, že jednotlivé barvy emitorů stárnou různou rychlostí, což vede k nutnosti vhodně dolaďovat obraz regulací. Výrobci udávají životnost modré vrstvy zhruba od 10 tisíc hodin výše, přičemž tato hranice se neustálým vývojem zvyšuje. Zbývající dvojice organických vrstev má životnost několikanásobně delší.

Odezva OLED technologie se udává v řádech mikrosekund, což jsou hodnoty, které již lidské oko není schopné rozeznat. Tímto odpadá další sledovaná vlastnost LCD, které dosahují odezvy v řádech milisekund a jsou tedy běžně pozorovatelné. Jak již bylo zmíněno v úvodu, OLED netrpí na rozdíl od LCD ani jevy jako nedostatečné pozorovací úhly nebo špatnou homogenitou podsvícení.

Technologie OLED nabízí ve skutečnosti mnohem širší možnosti využití, než „jenom“ displeje. Výrobci pracují na OLED osvětlení místností, které by nahradilo dnešní žárovky a zářivky, přičemž by přineslo výrazně lepší vlastnosti. Plochy OLED emitující bílé světlo by byly nejen energeticky výrazně úspornější, ale umožnily by vytvořit například osvětlení na celý strop místnosti, čímž by se dosáhlo lepšího osvětlení než při použití současného bodového zdroje světla. Případně je možné vyrábět designově téměř nespoutané variace lustrů a světel.

Zajímavá je možnost vyrábět průhledné OLED obrazovky, nebo v případě nanesení odrazivé plochy na zadní stranu zrcadlový displej. První variantu prezentoval Samsung na letošní lednové výstavě CES. Vzhledem k zanedbatelné tloušťce samotné vrstvy OLED tvoří nejtlustší část právě spodní a vrchní ochranné vrstvy, které musí být dostatečně pevné, aby se displej při manipulaci nezlomil, ale zároveň umožňují jeho ohebnost.

Jelikož se OLED vyvíjí už od roku 1996, kdy byla světu představena první verze této technologie, vzniklo několik více či méně odlišných mutací. Jedním ze zajímavých modelů je SOLED (Stacked OLED), kdy jsou všechny tři barevné vrstvy organických emitorů umístěné nikoliv vedle sebe, jak je tomu běžně u displejů, ale naskládané na sobě. Tím se dosáhlo zmenšení velikosti pixelů, ovšem prozatím se s touto verzí OLED v praxi nesetkáme.

UMPC OQO model 2+

Stále čekáme

V současnosti se můžeme s OLED displeji setkat jenom u menších přístrojů jako jsou mobilní telefony nebo fotoaparáty. Výjimku tvoří UMPC OQO model 2+, chlubící se 5" dotykovou OLED obrazovkou. Dosud největším komerčně prodávaným OLED zařízením je televize Sony XEL-1 s úhlopříčkou 11". Větší displej pro notebooky oznámil na začátku letošního roku Samsung, který připravil OLED s úhlopříčkou 14,1", rozlišením 1366x768 bodů a tloušťkou pouhých 2,7 mm. Jeho reálnou dostupnost lze ale stěží odhadovat.

Podobně ostatní výrobci pracují na vývoji větších OLED obrazovek, které by se měly zpočátku objevit hlavně v televizích. Jejich uvedení a následná aplikace do dalších zařízení pak snad budou velmi rychle následovat.

Zdroj: oled-info.com, oled-display.net, oledevices.com