náhled|Schéma náhled|Stárnutí OLED displeje OLED () je typ LED, kde se jako elektroluminiscenční látka využívají organické materiály. Ty jsou uloženy mezi dvě elektrody, z nichž alespoň jedna je průhledná. Využívají se při konstrukci displejů, např. v televizních obrazovkách a mobilních telefonech. Technologie pochází z roku 1987, kdy ji vyvinula firma Eastman Kodak. Nyní se používají především v přístrojích jako mobilní telefony nebo MP3 přehrávače.
Princip Mezi průhlednou anodou a kovovou katodou je několik vrstev organické látky. Jsou to vrstvy vypuzující díry, přenášející díry, vyzařovací vrstva a vrstva přenášející elektrony. V momentě, když je do některého políčka přivedeno napětí, jsou vyvolány kladné a záporné náboje, které se spojují ve vyzařovací vrstvě, a tím produkují světelné záření. Struktura a použité elektrody jsou uzpůsobeny, aby docházelo k maximálnímu střetávání nábojů ve vyzařovací vrstvě. Proto má světlo dostatečnou intenzitu.
Existují dva základní druhy, displeje s pasivní matricí (PMOLED – Passive Matrix Organic Light Emitting Diode) a displeje s aktivní matricí (AMOLED – Active Matrix Organic Light Emitting Diode).
Displeje s pasivní matricí – PMOLED Displeje s pasivní matricí jsou jednodušší, používají se především tam, kde je třeba zobrazit například pouze text. Stejně jako u jednodušších grafických LCD displejů (DSTN, STN), jsou jednotlivé pixely řízeny pasivně, mřížkovou matricí navzájem překřížených vodičů. V místě křížení jsou vodiče připojeny k elektrodám (katodám, resp. anodám) OLED struktury a tím vznikají jednotlivé pixely. Pomocí mříže vodičů a multiplexních přepínačů je na anody a katody vybraných bodů přivedeno elektrické napětí, které přinutí organickou látku vyzařovat. Signály jsou zpravidla dodávány do sloupců a synchronizovány s cyklickým zapojováním řádků. Optický výstup tak vzniká postupným skládáním řádků, ke kterému dochází 60krát za sekundu. Čím větší proud je v impulsu použit, tím jasněji pixel září. Pro plné zobrazení musí být každý řádkový vodič nabíjen po dobu 1/N snímkovacího času, kde N je počet řádků displeje. Například k dosažení jasu 100 nits (tj. 100 cd/m2) pro 100 řádkový displej, musí být pixely buzeny na úroveň jasu 10 000 nits po dobu 1/100 snímkovacího času. Právě nutnost velkých úzkých proudových impulsů snižuje účinnost displeje, a to úbytky napětí na vodičích a také při krátkodobých velkých intenzitách pracuje organický materiál v méně efektivní pracovní oblasti generování světla. Z důvodu vyšší spotřeby a horšího zobrazení jsou PMOLED vhodné především pro displeje menších úhlopříček a zobrazování převážně statických a textových informací (MP3 přehrávače, mobilní telefony, informační displeje v automobilech atd.).
Displeje s aktivní matricí – AMOLED Displeje s aktivní matricí jsou vhodné pro graficky náročné aplikace s velkým rozlišením, tedy zobrazování videa a grafiky. Struktura je podobná jako u TFT typů LCD displejů. Spínání každého pixelu je prováděno vlastním tranzistorem (vlastně dvěma – jeden řídí nabíjení a vybíjení kondenzátoru a druhý je jako stabilizátor kvůli zajištění konstantní velikosti proudu), čímž se zamezí například blikání bodů, které mají svítit během několika po sobě jdoucích cyklů. Současně se zvyšuje průtok proudu a zkracuje doba odezvy. Mezi výhody oproti PMOLED patří vyšší zobrazovací frekvence, ostřejší vykreslení obrazu a nižší spotřeba. Nevýhodou je složitější struktura displeje a tedy i vyšší cena.
Další varianty PHOLED (Phosphorescent OLED) Technologie fosforeskujících OLED dosahuje 4× větší účinnosti než „normální“ OLED technologie. Využívá principu elektrické fosforescence, která převádí až téměř 100 % elektrické energie na světlo. To je v porovnání s účinností 25 až 30 % u „klasických“ OLED a jen cca 10 % u LCD obrazovek, velký pokrok. Při jasu 200 cd/m2 dosahuje spotřeby pouze 125 mW, tedy výrazně méně než podsvětlené LCD (240 mW). Nejnovější PHOLED jsou při napětí 6,5 V schopny dosáhnout osvětlení 18 lm/W a jas 1000 cd/m2. Tedy výrazně větší jas než nejnovější LCD s 600 cd/m2.
WOLED (White OLED) Dosahují vysoké účinnosti generování světla 30 lm/W, při zachování možnosti měnit jeho teplotu („bílá“ barva je tvořena z RGB proužku a u každého je možné měnit zvlášť intenzitu).
FOLED (Flexibilní OLED) OLED struktura je místo na skle umístěna na pružném materiálu. To umožňuje displej lépe přizpůsobit místu umístění (přístrojová deska, hledí přilby). Použitý materiál rovněž zaručuje větší mechanickou odolnost (nárazy, pády).
TOLED (Transparentní OLED) Tato technologie umožňuje vytvořit displej s až 80% průchodností světla (tedy téměř průhledný) a volbu, zda bude obraz zobrazován na jedné, nebo obou stranách. Průhlednost je dosažena transparentní katodou, anodou i podložkou (skleněná nebo plastová). Tato vlastnost umožňuje zobrazovat informace v zorném poli uživatele na jinak průhledných plochách – hledí přilby, sklo automobilu…
QD-OLED (Quantum Dots-OLED) QD-OLED je druh obrazovky, který spojuje vlastnosti QLED i OLED obrazovek. Je to v podstatě kombinace OLED a kvantových teček – drobných částí polovodičového materiálu. QD-OLED byla původně vydaná firmou Samsung v roce 2022. Prvním spuštěným QD-OLED monitorem od Samsung se stal Odyssey OLED G8 v září 2022. V současnou dobu QD-OLED obrazovky vyrábí také firmy LG a Sony.
Princip, podle kterého QD-OLED funguje, je postaven několika vrstvách. První je zadní TFT (Thin Film Transistor) vrstva – elektronická jednotka, která je zodpovědná za kontrolu následující světelné vrstvy. Druhá je tenká OLED zadní vrstva, která tvoří modré světlo a je zdrojem světla obrazovky. Jas vrstvy se mění v každém jednotlivém bodu. Další vrstva je v podstatě QD deskou (deska s kvantovými body) a obsahuje RGB barevní filtry. RGB filtry využívají emitované světlo a vytvářejí barvy, které se odráží na poslední vrstvě – skleněném podkladu.
Rozložení pixelů na QD vrstvě není rovnoměrné. Zelené kvantové tečky tvoří vlastní vrstvu zvlášť od modrých a červených. Modré pixely čerpají světlo z OLED panelu, červené a zelené pixely jsou přímo osvětleny kvantovými tečkami. Samsung používá technologicky vyspělejší verzi inkoustového tiskaře pro kvalitnější umístění kvantové tečky na substrátu displeje.
Mezi výhody QD-OLED oproti LCD obrazovkám patří rychlost odezvy včetně rychlosti změny jasů, širší pozorovací úhly, tmavší černá, kvalitnější HDR a větší barevnost. QD-OLED tedy pokrývá 80% BT2020 barevného prostoru a vytváří čistější barvy.
Široký barevný gamut je následkem úzké šířky pásma QD emise, která není vhodná pro některý obsah. V těchto případech televize „stlačuje“ gamut přidáním neprimárních barev, primární barvy jsou tedy v souladu s běžnějšími gamuty. To je obzvlášť důležité u zelené barvy, kde „čistá“ zelená obsahuje přidané červené a modré barvy.
QD-OLED má snazší a efektivnější strukturu oproti LCD obrazovkám, nepotřebuje posvícení zezadu, a proto má tenčí a lehčí displej. Pomocí tmavší černé, QD-OLED má větší kontrastní poměr (1,000,000 : 1) a detailnější obraz. Samsung uvádí, že technologie QD-OLED je momentálně nejlepší existující pro oční zdraví. Obrazovka využívá modrý zdroj světla a optimalizuje jeho poměr. Oproti jiným existujícím obrazovkám vyzařuje o 40 až 50 % méně světla.
Hlavní výhoda QD-OLED spočívá v tom, že obrazovka dokáže předat reálnější obraz bližší k tomu, který člověk vidí vlastníma očima.
Nevýhodou je maximální jas, který nabízí QD-OLED. Zatímco LCD a LED mají maximální podsvícení až do 4 000 nitů, QD-OLED má jenom 1 000 nitů. OLED displeje, včetně QD-OLED displejů od Samsung, trpí problémy s vypalováním. Samsung ale pořad pracuje na vylepšení výkonu jeho produktu a uvádí, že QD-OLED obrazovky budou mít delší vylepšenou životnost. Stárnutí OLED displeje Přestože by se dalo říci, že OLED mají samé výhody (odolnost, pracovní teplota, subtilnost, zobrazovací úhel, citlivost, rozlišení a výrobní náklady) a není tedy vlastně důvod používat LCD, mají i některé nevýhody. Mezi nejzásadnější patří životnost, která není ani stejná pro všechny barvy. Modrá barva začne ztrácet na intenzitě již za 1 000 hodin, životnost zelené je asi 10 000 hodin a červené přibližně 30 000 hodin. Aby se efekt vypalování obrazovky OLED displeje homogenizoval, probíhá několikrát denně servisní cyklus trvající přes 10 minut.https://www.chip.cz/novinky/udajne-setri-elektrinu-ale-televizim-skodi-existuje-usporny-tip-kterym-byste-se-nemeli-ridit/ - Údajně šetří elektřinu, ale televizím škodí: Existuje úsporný tip, kterým byste se neměli řídit
Architektura přístroje náhled|OLED displeje u přístrojů Samsung Galaxy Note 10, Samsung Galaxy Note 10+ a Samsung Galaxy Note 10 Lite
Struktura Dolní nebo horní vyzařování Zařízení s dolním vyzařováním tvoří průhledná nebo poloprůhledná spodní elektroda, která prostřednictvím průhledného podkladu vytváří podsvícení. Zařízení s horním vyzařováním používají průhlednou nebo poloprůhlednou horní elektrodu, neboť světlo vyzařuje přímo. OLED s horním vyzařováním jsou vhodnější pro aktivní maticové aplikace, neboť mohou být jednodušeji integrovány na neprůhlednou nosnou plochu tvořenou tranzistory. Průhledné OLED Průhledné OLED displeje používají průhledné nebo poloprůhledné kontakty na obou stranách zařízení. Kontakty tvoří displej, který může mít horní nebo dolní průhledné vyzařování. Technologie TOLED umí výrazně zvýšit kontrast a zlepšit tak čitelnost displeje na přímém slunci. Tato technologie najde uplatnění například v Head-up displeji nebo inteligentním okně. Stupeň heterogenity Stupňovaný heterogenní OLED postupně snižuje poměr elektronových děr, pro elektron přepravující chemikálie. Výsledkem je téměř dvojnásobná účinnost stávajících OLED. Skládaný OLED Skládaný OLED používá pixelovou architekturu, skládající se z RGB pixelů poskládaných na sebe. Výrazně se tím zmenší mezera mezi jednotlivými pixely a dojde tak k podstatnému zvýšení barevné stupnice a hloubky. Druhá zobrazovací technologie používá RGB (a RGBW) pixely mapovány vedle sebe, čímž klesá potenciální rozlišení displeje. Inverzní OLED Na rozdíl od běžného OLED, ve kterém je anoda umístěna na podkladu, inverzní OLED používá spodní katodu, která může být připojena na n-kanál křemíku TFT, který tvoří nosnou plochu. Při výrobě AMOLED displejů je pro nízké náklady používán amorfní křemík TFT.
Rastrová technologie Zařízení, která používají rastrovou technologii, využívají světla nebo tepla k aktivaci elektroaktivní vrstvy. V této vrstvě je obsažen skrytý materiál (PEDOT-TMA), aktivací se materiál stává vysoce účinnou děrovanou injekční vrstvou. Pomocí tohoto postupu může být vyrobeno zařízení s libovolným světlo emitujícím rastrem.
Barva rastru může být dosažena prostřednictvím laseru, nebo zářením vyvolávající sublimaci (RIST).
Pro tisk vícevrstvých rastrů (Organic vapour jet printing) se používá interní nosný plyn (např.: Argon nebo Dusík), slouží k přepravě odpařených organických molekul (stejně jako v organické fázi, při depozici z plynné fáze). Plyn je vyloučen přes trysku velikosti mikronu nebo přes celé pole trysek v blízkosti podkladu. To umožňuje tisk libovolných vícevrstvých rastrů bez použití rozpouštědel.
Běžné OLED displeje vznikají tepelným odpařováním páry (VTE) a podle stínové masky vznikne rastr. Mechanická maska má otvory, skrz které pára projde na požadované místo.
Technologie podkladu Pro displej s vysokým rozlišením, jako je TV nebo TFT plocha, je nezbytně nutné správné řízení pixelů. V současnosti je nízkoteplotní polykrystalický křemík LTPS-TFT používán pro komerční AMOLED displeje. Displej s LTPS-TFT má v sobě zahrnutou změnu výkonu a různé kompenzační obvody. Vzhledem k omezení velikosti excimerového laseru použitého pro LTPS, byla omezena velikost AMOLED.
Pixelové stmívání