OLED

Rozbalit box

Obsah boxu

OLED (zkratka z anglického Organic Light-Emitting Diode, česky organická světlo emitující dioda) je typ světlo emitující diody (LED), jejíž emisní elektroluminiscenční vrstva je tvořena filmem z organické sloučeniny. Tato organická vrstva je umístěna mezi dvě elektrody; typicky je alespoň jedna z těchto elektrod průhledná. Technologie OLED se používá k výrobě digitálních displejů v zařízeních, jako jsou televizory, počítačové monitory, chytré telefony, chytré hodinky a herní konzole.

Hlavní výhodou OLED displejů oproti tradičním LCD panelům je, že nepotřebují externí podsvícení. Každý pixel si totiž vytváří své vlastní světlo. Díky tomu mohou OLED panely zobrazit absolutní černou barvu (jednoduchým vypnutím pixelu) a dosáhnout tak teoreticky nekonečného kontrastního poměru. To vede k živějšímu a realističtějšímu obrazu. Absence podsvícení také umožňuje výrobu tenčích, lehčích a flexibilnějších displejů.

📜 Historie

První pozorování elektroluminiscence v organických materiálech bylo učiněno na počátku 50. let 20. století André Bernanosem a jeho spolupracovníky na univerzitě v Nancy ve Francii. V roce 1963 vědci z Newyorské univerzity vyvinuli první organickou světlo emitující diodu, která však vyžadovala vysoké napětí a měla nízkou účinnost.

Zásadní průlom přišel v roce 1987, kdy chemici Ching W. Tang a Steven Van Slyke v laboratořích společnosti Eastman Kodak vyvinuli první praktické a efektivní OLED zařízení. Jejich dvouvrstvá struktura výrazně snížila potřebné provozní napětí a zvýšila kvantovou účinnost, což otevřelo dveře komerčnímu využití.

Prvním komerčním produktem s OLED displejem byl v roce 1997 autorádio od společnosti Pioneer. V roce 2003 uvedl Kodak na trh první digitální fotoaparát s AMOLED displejem. Masové rozšíření technologie, zejména v mobilních telefonech, je spojeno se společností Samsung, která začala ve velkém používat AMOLED displeje ve svých telefonech řady Samsung Galaxy. V oblasti velkoplošných televizorů se stala průkopníkem společnost LG Electronics, která v roce 2013 představila první komerčně dostupný velkoplošný OLED televizor.

⚙️ Princip fungování

Princip OLED je založen na jevu zvaném elektroluminiscence, kdy materiál vyzařuje světlo v reakci na průchod elektrického proudu. Typická OLED dioda se skládá z několika vrstev:

Substrát – Základní vrstva, která poskytuje mechanickou oporu. Může být ze skla, plastu (u flexibilních displejů) nebo kovové fólie.
Anoda (průhledná) – Injektuje do organických vrstev kladně nabité částice, tzv. "díry". Obvykle je vyrobena z oxidu india a cínu (ITO).
Organické vrstvy – Srdce diody. Skládají se minimálně ze dvou vrstev:

   *   Vodivá vrstva (Conducting Layer) – Transportuje "díry" z anody.
   *   Emisní vrstva (Emissive Layer) – Transportuje elektrony z katody. Právě v této vrstvě dochází k rekombinaci elektronů a děr, což vede k emisi světla (fotonů).

Katoda – Injektuje do organických vrstev elektrony. Může být průhledná nebo reflexní.

Když je na OLED diodu přivedeno napětí, katoda začne do emisní vrstvy dodávat elektrony a anoda do vodivé vrstvy "díry". Tyto částice se díky elektrickému poli pohybují proti sobě a setkávají se v emisní vrstvě. Při jejich rekombinaci (spojení) se uvolní energie ve formě fotonu – světla. Barva emitovaného světla závisí na typu organického materiálu použitého v emisní vrstvě. Pro vytvoření plnobarevného displeje se používají subpixely s materiály emitujícími červené, zelené a modré světlo (viz RGB model).

🔬 Typy OLED technologie

Existuje několik variant a vylepšení základní OLED technologie, které se liší způsobem řízení pixelů a použitými materiály.

PMOLED vs. AMOLED

PMOLED (Passive-Matrix OLED) – Displej s pasivní maticí. Řádky a sloupce matice jsou řízeny sekvenčně. Tato konstrukce je jednodušší a levnější, ale je vhodná pouze pro malé, jednoduché displeje (např. v MP3 přehrávačích nebo na starších telefonech), protože s rostoucí velikostí a rozlišením klesá efektivita a obnovovací frekvence.
AMOLED (Active-Matrix OLED) – Displej s aktivní maticí. Každý subpixel je řízen vlastním tenkovrstvým tranzistorem (TFT), který funguje jako přepínač a udržuje stav pixelu. To umožňuje výrobu velkých displejů s vysokým rozlišením a rychlou obnovovací frekvencí. Dnes je AMOLED dominantní technologií pro chytré telefony, televizory a monitory.

Další varianty

P-OLED (Plastic OLED) – Varianta AMOLED, která místo skleněného substrátu používá plastový. To umožňuje výrobu ohnutých, ohebných a skládacích displejů.
WOLED (White OLED) – Technologie vyvinutá a používaná především společností LG Display pro velkoplošné televizory. Místo RGB subpixelů používá bílé OLED diody (obvykle kombinace modré a žluté/zelené vrstvy), přes které je položena matice barevných filtrů (červený, zelený, modrý a někdy i bílý pro zvýšení jasu). Výhodou je snazší výroba a delší životnost, nevýhodou mírně nižší barevná čistota oproti přímé emisi.
QD-OLED (Quantum Dot OLED) – Technologie vyvinutá společností Samsung Display. Jako zdroj světla používá modré OLED diody. Modré světlo prochází přímo modrými subpixely, zatímco pro červenou a zelenou barvu je modré světlo konvertováno pomocí vrstvy kvantových teček. Tato metoda kombinuje výhody OLED (dokonalá černá) s výhodami kvantových teček (vysoký jas a široký barevný gamut).

✅ Výhody a nevýhody

Výhody

Dokonalá černá a nekonečný kontrast – Pixely lze zcela vypnout, což vytváří absolutní černou a dramaticky zvyšuje kontrast.
Rychlá doba odezvy – Pixely mění stav téměř okamžitě, což eliminuje rozmazání pohybu a je ideální pro hraní her a sledování sportu.
Široké pozorovací úhly – Obraz si zachovává barvy a kontrast i při pohledu z ostrého úhlu.
Tenký a flexibilní design – Absence vrstvy podsvícení umožňuje výrobu velmi tenkých, lehkých a dokonce i ohebných nebo rolovacích zařízení.
Vynikající barevné podání – Schopnost zobrazit široký barevný gamut, což vede k živějším a přesnějším barvám.
Energetická účinnost (při tmavém obsahu) – Spotřeba energie závisí na zobrazovaném obsahu. Tmavé scény spotřebovávají méně energie než u LCD, protože svítí jen potřebné pixely.

Nevýhody

Vypalování obrazu (Burn-in) – Dlouhodobé zobrazení statického obrazu (např. loga televizní stanice, prvky uživatelského rozhraní) může vést k nerovnoměrnému opotřebení organických materiálů a zanechat na obrazovce trvalého "ducha". Moderní zařízení obsahují technologie pro minimalizaci tohoto rizika (např. posun pixelů, detekce log).
Omezená životnost – Organické materiály postupem času degradují a ztrácejí svítivost. Historicky měla nejkratší životnost modrá OLED dioda, což mohlo vést k posunu barevného podání. Moderní materiály a technologie (jako WOLED) tento problém výrazně zmírnily.
Vyšší výrobní náklady – Výroba OLED panelů, zejména těch velkoplošných, je stále nákladnější než výroba LCD.
Nižší maximální jas (v porovnání s Mini-LED) – Ačkoliv se jas OLED panelů neustále zvyšuje, špičkové LCD s Mini-LED podsvícením mohou dosáhnout vyššího celoplošného jasu, což je výhodné ve velmi světlých místnostech.

🌍 Využití

Technologie OLED si našla cestu do široké škály elektronických zařízení:

Televizory: Dominují v prémiovém segmentu trhu díky své vynikající kvalitě obrazu.
Chytré telefony a tablety: Standard pro střední a vyšší třídu zařízení od výrobců jako Samsung, Apple nebo Google.
Monitory: Stále populárnější volba pro hráče a profesionály v oblasti grafiky a videa díky rychlé odezvě a přesným barvám.
Nositelná elektronika: Chytré hodinky a fitness náramky těží z nízké spotřeby při zobrazení tmavých ciferníků (Always-On Display).
Automobilový průmysl: Používá se pro digitální přístrojové štíty, infotainment systémy a dokonce i v zadních světlech (Audi).
Virtuální a rozšířená realita: Vysoká rychlost odezvy a hluboká černá jsou klíčové pro pohlcující zážitek.
Osvětlení: OLED panely mohou sloužit jako tenké, plošné zdroje světla s příjemným, neoslňujícím svitem. Jejich využití je však zatím spíše v designových a luxusních aplikacích.

💡 Budoucnost technologie

Přestože je OLED zavedenou technologií, vývoj stále pokračuje. Výzkum se zaměřuje na zvýšení jasu, prodloužení životnosti (zejména vývoj účinnějších modrých emitorů) a snížení výrobních nákladů, například pomocí techniky inkoustového tisku.

Dlouhodobým nástupcem OLED by se mohla stát technologie MicroLED. Ta využívá anorganické nitridu gallia (GaN) diody, které nabízejí ještě vyšší jas, delší životnost a nulové riziko vypálení. K roku 2025 je však výroba MicroLED displejů extrémně nákladná a je omezena na velmi drahé a velké obrazovky. OLED tak pravděpodobně zůstane dominantní prémiovou zobrazovací technologií ještě řadu let.

📖 Pro laiky

Představte si displej jako obrovskou mozaiku složenou z milionů malinkých barevných žárovek. Každá tato žárovička je jeden pixel.

U starší technologie LCD jsou všechny žárovičky (pixely) neustále prosvěcovány jedním velkým světlem zezadu (podsvícením). Když má být pixel černý, snaží se světlo zablokovat, ale nikdy se mu to nepodaří dokonale. Proto je černá u LCD spíše tmavě šedá.
U technologie OLED si každá jednotlivá žárovička svítí sama. Když má zobrazit černou, jednoduše se úplně zhasne. Proto je černá barva na OLED displeji skutečně černá a ostatní barvy vedle ní více vyniknou.

Nevýhodou je, že tyto organické "žárovičky" se časem opotřebovávají. Pokud na displeji necháte svítit dlouho jeden a ten samý obrázek (například logo televizní stanice v rohu), příslušné žárovičky se "unaví" rychleji než ty ostatní. Tomuto jevu se říká "vypálení obrazu" a může po sobě zanechat trvalého "ducha". Výrobci se tomu snaží bránit různými softwarovými triky.

Šablona:Aktualizováno