Výrobci zobrazovacích zařízení hledají už dlouho alternativu, která by byla technicky dokonalejší a levnější než LCD (Liquid Crystal Display). Základní nevýhodou LC displejů je, že musejí mít energeticky náročné zadní podsvícení. V jejich levné a nejrozšířenější variantě je toto podsvícení řešeno spodním zrcátkem - jsou tak podsvíceny odraženým denním světlem. I tak se při průchodu polarizačními skly část světla ztrácí. Barevné displeje mají podsvícení většinou zajištěno integrovaným zdrojem svěla, jenž má ovšem velký odběr. Především pro mobilní zařízení - telefony a PDA - je vysoký odběr barevných displejů problémem. Navíc jsou klasické LCD kvůli lomu paprsků špatně viditelné ze stran. (Více se o struktuře LCD dočtete zde.)
Nedostatky LC displejů by měla vyřešit nová technologie OLED. Postup výroby OLED displejů se neustále vylepšuje a obohacuje o nové prvky, ale již to není technologie uzavřená do stěn laboratoří, přístupná pouze vývojářským týmům. OLED displej použila v roce 1998 do svého autorádia společnost Pioneer a, což je pro nás důležitější: trojbarevný OLED displej byl použit v telefonu Motorola Timeport P8767 určeném pouze pro americký trh.
Recenze na zmíněnou Motorolu tvrdily: „Když poprvé uvidíte telefon s displejem OLED, už nebudete chtít jiný.“ Jeho barvy jsou jasné, displej je dobře čitelný a viditelný i ze stran (výrobce uvádí zorný úhel 160 stupňů). V čem je tedy problém? Proč doposud existuje pouze jeden telefon s displejem OLED? Podívejme se na principy, výhody i nevýhody této technologie.
Jak to funguje?
Struktura OLED displeje není revolučně nová – podobně jako u LCD displejů se skládá z vrstev na skleněném podkladu. Zásadním rozdílem je ovšem princip: světlo vyzařuje organický materiál umístěný mezi průhlednou a kovovou elektrodou. Displej tvoří vlastně matici mikrodiod, které svítí vlastním světlem. Oproti LCD displejům to přináší zásadní výhody: displej je tenčí (méně vrstev než LCD). Jednotlivé body na OLED dipleji jsou viditelné i ze stran. Velmi důležité je, že OLED displej má velmi malý odběr proudu – nepotřebuje totiž zadní podsvícení jako LC displej. Nízká spotřeba z něj dělá ideální zobrazovací zařízení pro mobily a jiná přenosná zařízení.
Výhody OLED displejů uváděné v číslech znějí skoro neuvěřitelně:
-
díky menšímu počtu vrstev zabírají polovinu místa oproti jednobarevným displejům, oproti barevným LCD dokonce méně než třetinu;
-
mají vysoké rozlišení a vysokou obnovovací frekvenci (stokrát až tisíckrát rychlejší než LCD displeje) – mohou tedy být použity i pro zobrazování videa;
-
masová výroba OLED diplejů by měla být o 20 - 50 % levnější.
OLED displeje je možné rozčlenit podle několika hledisek:
1. displeje pasivní a aktivní;
2. displeje jednobarevné (monochromatické), vícebarevné a barevné;
3. podle použitých fluorescenčních materiálů.
Pasivní OLED displej
Pasivní displeje jsou vhodné pro zobrazování obsahu o nižší úrovni informace (alfanumerické displeje). Jejich jednoduchá "žebrovitá" struktura, tvořená křížícími se řadami a sloupci, je podobná tradičním pasivním LC diplejům. Proud zavedený do příslušné řady a sloupce rozsvítí daný bod. Výhodou tohoto systému je, že elektronické ovládání pasivního OLED dipleje se shoduje s ovládáním LC displejů, nové displeje proto mohou být použity ve stávajících přístrojích .
Aktivní OLED displej
Slovo "aktivní" znamená, že ve struktuře displeje je integrována další elektronická vrstva TFT (Thin Film Transistor), díky níž displej dosahuje vyššího rozlišení a rychlosti. Každý bod se adresuje samostatně, což znamená, že tranzistor, který jej řídí, udrží po stanovenou dobu danou intenzitu světla. TFT pracuje v aktivních OLED displejích podobně jako v aktivních LCD, díky tranzistorům je displej velmi rychlý, má vysokou obnovovací frekvenci a obraz se nechvěje.
Vývoj technologie
Kodak vyrábí displeje náročnou technologií tzv. „malých molekul“ - ukládání luminiscenčního materiálu na substrát probíhá ve vakuu. Právě Kodak začal touto technologií vyrábět OLED displeje jako první, vývoj započal již v 80. letech, první experimentální displej byl však představen až v polovině let devadesátých. Druhá technologie je založena na bázi polymerů, nazývá se Light Emitting Polymer (LEP). Její nespornou výhodou je skutečnost, že výroba nemusí probíhat ve vakuu a jednotlivé kapénky polymerů je možné nanášet tiskem. Na tento způsob výroby se zaměřuje podnik se společnou majetkovou účastí - joint venture - s názvem Polyink, vlastní jej Seiko Epson a nově založená Cambridge Display Technology. Novou technologii stojící mezi malými molekulami a LEP vyvinula společnost Opsys, nazývá ji „light emitting dendrimers“. Ta spojuje výhody dosud známých způsobů výroby.
Ač je OLED technologie perspektivní, potýkají se vývojářské týmy s mnoha problémy. Displej musí být dobře zapouzdřen, a tak ochráněn proti vlhkosti a prachu, neboť metalické elektrody snadno podléhají oxidaci. Organické materiály jsou zase citlivé na vyšší teploty. Stále se nedaří vyrobit displeje o větší zobrazovací ploše, proto se zatím počítá s implementací OLED technologie pouze do mobilů a PDA. Velkým problémem je výdrž svitu organických materiálů. Po několika tisících hodinách provozu odchází červené pixely, po nich modré a nakonec zelené. Právě tento problém vedl vývojáře k cílené snaze o vylepšení používaných materiálů. A jejich úsilí přineslo ovoce.
Nové trendy
Britská společnost Universal Diplays Corporation (UDC) vyvinula nové materiály, které významně vylepšují parametry OLED diplejů. Při výrobě organického materiálu používá fosforeskující legovací látku, díky ní ještě více klesá spotřeba displeje a výrazně se prodlužuje jeho výdrž (Phosphorescent Organic Light Emitting Device, PHOLED). Ve spolupráci s UDC představil Samsung tento displej již integrovaný v telefonu určeném pro prezentaci této technologie.
UDC dále experimentuje s materiály, která se používají jako substrát pro displeje. Strukturu se podařilo přemístit na pružný podklad (Flexible Organic Light Emitting Device, FOLED). Zde naleznete videoprezentaci tohoto výrobku.
|
|
|
|
Takto by podle UDC mohly vypadat noviny. Jejich obsah by se samozřejmě denně aktualizoval. |
Dalším inovací je umístění displeje na průhledný materiál (Transparent Organic Light Emitting Device, TOLED). Taková technologie by byla ideální pro použití v automobilovém průmyslu. Displej může vyzařovat světlo jenom vrchem nebo spodem i vrchem - teoreticky je možné umístit na jednu plochu z každé strany jeden displej.
Tradiční barevné displeje a jiná zobrazovací zařízení mají jednotlivé základní barvy, z nich můžeme složit celé barevné spektrum, umístěny ve třech pixelech vedle sebe, na určitou plochu se tedy vejde méně bodů schopných zobrazit všechny barvy. Díky technologii TOLED vznikla varianta, která tuto nevýhodu překonává: navrstvením červeného, modrého a zeleného průhledného segmentu vzniká jediný pixel, který je ale schopen zobrazit celé barevné spektrum (Stacked Organic Light Emitting Device, SOLED). V SOLED displejích na stejnou plochu připadá mnohem více bodů, což zvyšuje rozlišení takového displeje. Dále mohou být takové pixely teoreticky libovolně velké, obrovský displej s velkými pixely by mohl například nahradit papírové billboardy.
Situace na trhu
Do vývoje nové technologie masově investuje mnoho velkých výrobců. Světovým leadrem je joint venture společností Sanyo a Kodak (nazývá se SK Displays). Kodak licencoval svou technologii mnoha firmám, i ony pracují na jejím vylepšování (mj. Opsys, Pioneer Corporation, TDK Corporation, eMagine Corporation, Optrex a další). Dalším velkým sdružením je již zmíněná Polyink. V UDC, které je součástí Polyinku, vlastní podíl americká Motorola, která doposud ve svých telefonech užívala pasivní displeje Kodaku. Na vývoji pracuje také Toshiba (v květnu 2001 představila prototyp barevného OLED dipleje), Philips (je připraven na sériovou výrobu monochromatických displejů), Dow Chemical, DuPont.
Obrat obchodu s OLED dipleji by měl tento rok dosáhnout 112 mil. dolarů. Předpokládá se, že by měl každoročně růst o celých 65 % a v roce 2008 dosáhne 2,3 mld. dolarů. V příštích deseti letech nás čeká dramatický boj: do výroby tradičních LC displejů investují společnosi nemalé sumy a neustále se investuje i do výzkumu. Je jisté, že se výrobci LC displejů budou nové technologii tvrdě bránit.
Nejlepším zdrojem informací o displejích (výrobě i výzkumu) jsou stránky Stanford Resources, dalším užitečným zdrojem jsou stránky DisplaySearch, mnoho zajímavých odkazů naleznete na stránkách ChipCenter.
