OLED. Innowacyjne oświetlenie LED

Badania nad oLED, czyli organiczną diodą elektroluminescencyjną (ang. Organic Light-Emitting Diode) w całości zbudowaną ze związków organicznych, zostały zapoczątkowane już w połowie XX w., dopiero współcześnie stanowią jeden z najbardziej innowacyjnych modeli źródła światła wykorzystywanego w urządzeniach elektronicznych.

Technologia oLED sukcesywnie wprowadzana jest na rynek elektroniczny, głównie zastępuje ekrany LCD telewizorów czy inteligentnych wyświetlaczy telefonów komórkowych, tabletów, ekrany komputerów. Pierwszym urządzeniem produkowanym w skali przemysłowej, w którym wykorzystano wyświetlacze oLED był palmtop CLIE marki Sony o przekątnej 3.8 cala. W 2007 roku został zaprezentowany pierwszy ekran telewizyjny tej marki. Niecały rok później firma Samsung wprowadziła na rynek dwa monitory komputerowe, które w całości zostały oparte na technologii oLED. Współcześnie do czołowych producentów sprzętów elektronicznych wykorzystujących technologię organiczną należy firma LG, która w 2012 roku zmonopolizowała rynek sprzętów RTV.

Ekran OLED a klasyczny ekran ciekłokrystaliczny-LCD

Ekran LCD– ciekłokrystaliczny wyświetlacz (ang. Liquid Crystal Display)- to urządzenie, które wyświetla obraz oparty na zmianie polaryzacji emitowanego światła w wyniku działania pola elektrycznego. Sama konstrukcja wyświetlaczy LCD oparta jest na czterech warstwach- klasycznym źródle światła, podwójnej foli, z których jedna stanowi element polaryzacyjny, druga pełni funkcję analizatora. Następnie, warstwa elektrod, która jest źródłem pola elektrycznego i oddziałuje bezpośrednio na ostatnią warstwę komórek, w której zatopiona jest cieniutka powłoka ciekłych kryształów. W zależności od rodzaju pracy (właściwie sposobu wyświetlania) wyróżnić możemy trzy podstawowe rodzaje wyświetlaczy LCD. Pierwszy z nich to najczęściej stosowany rodzaj ekranu, wykorzystywany do produkcji monitorów komputerowych lub ekranów multimedialnych nazywany transmisyjnym, z uwagi na dużą intensywność obrazu. Emitowany obraz oświetlany jest z jednej strony, aby być widocznym po jego przeciwnej stronie. Samo działanie pikseli opiera się na ich naprzemiennym oświetleniu w zależności od aktywacji- aktywne piksele są zawsze ciemne, nieaktywne- jasne. Drugim rodzajem wyświetlaczy LCD są wyświetlacze odbiciowe– reflektywne. Każdy ekran tego rodzaju posiada specjalną, lustrzaną warstwę, która odbija światło obrazu. Z uwagi na niskim poziom intensywności, co za tym idzie- mały pobór energii, tego typu wyświetlacze stosowane są najczęściej w trybie biernym. Spotkać je możemy w ekranach przenośnych komputerów, kalkulatorach klasycznych i graficznych oraz w zegarkach z elektronicznym wyświetlaczem. Kompilacją obu trybów LCD są ekrany trans-reflektywne. W zależności od preferencji użytkownika ekran może emitować obraz o bardzo intensywnej mocy podświetlenia (transmisyjny) oraz zdalnie może przejść w tryb oszczędny- odbiciowy.

W odróżnieniu od ekranów wykorzystujących technologię oLED, każdy ekran LCD posiada tzw. głębię kolorów– określoną liczbę barw emitowanych przez ekran przedstawioną w bitach (od 6 do 18 bitów RGB). Niestety, nawet najlepiej stworzony obraz LCD, posiadający wysoką głębię kolorów pozostaje niewystarczający w porównaniu do ekranów OLED, których panele posiadają nieograniczoną paletę barw nasyconych.

Główna różnica pomiędzy dwoma wyświetlaczami opiera się przede wszystkim na sposobie rozświetlania ekranów. W klasycznych wyświetlaczach LCD do powstania obrazu potrzebne jest dodatkowe źródło światła, które pobudza diody znajdujące się na płaszczyźnie, oświetlając konkretny obszar. Niestety, pojedynczy piksel do wyświetlenia pożądanej barwy potrzebuje od kilku do kilkunastu milisekund, co w starszych wyświetlaczach ciekłokrystalicznych jest zauważalne gołym okiem. W nowoczesnych wyświetlaczach LED czy OLED zmiana koloru emitowanej barwy następuje prawie tysiąc razy szybciej, dzięki czemu obserwator może odnieść wrażenie głębokiej przestrzenności obrazu, która wręcz wychodzi z ekranu. Aby stworzyć efekt pełnego oddawania barw, ekrany LCD oświetlane są równomiernie, jednak osiągnięcie głębi w porównaniu do nowoczesnych technologii i tak pozwala zaobserwować różnicę w niedoskonałości tej techniki. W przypadku ekranów OLED, wykorzystywane związki organiczne same w sobie stanowią źródło światła, dlatego niepotrzebny jest dodatkowy generator. Ze względu na bezpośrednio emitowany sygnał w ekranach organicznych (brak filtrów ochronnych) nie występują żadne straty, dlatego też o wyświetlaczach OLED zwykło się mówić, że współcześnie to one najlepiej prezentują zjawisko czerni właściwej. Duży kontrast nasyconych barw pozwala na tworzenie obrazów w dokładnym odzwierciedleniu, co wpływa na wysokie wrażenie jakości obrazu. W odróżnieniu od klasycznych ekranów opartych na diodach LED, diody OLED wykorzystują nie trzy, a cztery subpiksele– czerwony R, zielony G, niebieski B i biały W, dzięki któremu zwiększono zakres wyświetlonych barw ekranu. Dzięki plastycznej formie samych ekranów możliwe jest dowolne formowanie- bardzo cienka matryca pozwala na emitowanie obrazu pod wieloma kątami, zarówno w formie płaskich ekranów, jak i wyprofilowanych wyświetlaczy eliptycznych.

OLED- różne modele zastosowania

Poza wspomnianymi ekranami i wyświetlaczami, diody organiczne LED zostają coraz częściej wykorzystywane do produkcji nowoczesnych źródeł oświetlenia- nowoczesnych lamp aranżacyjnych a nawet do produkcji źródeł oświetlenia publicznego- lamp ulicznych i technicznych. Ze względu na wrażliwość na dotyk, panele wyposażone w tego rodzaju diody nie nagrzewają się, co za tym idzie, stopień emitowanego ciepła pracy jest jeszcze niższy niż w przypadku klasycznych diod LED, pozwala na stuprocentowe wykorzystanie emitowanego światła.

Przykładem tego typu nowoczesnego oświetlenia są źródła firmy OSRAM. Wiodąca na rynku oświetleniowym firma nie tylko wyprodukowała nowoczesne żarówki do użytku codziennego, których jakość oraz żywotność prawie dwukrotnie przekracza standardowe oświetlenie LED, co stworzyła wysokiej jakości, intensywne źródła oświetlenia samochodowego.