Nahradí světlo z plastů (již velmi brzy) oslňující žárovky či blikající trubice?

Organické světelné emisní diody zaměstnávají řadu let výzkumné pracovníky i výrobní podniky. Nápady se pomalu stávají realitou. Minidispleje jsou již na trhu. První ultratenké televizory se budou vyrábět sériově a již brzy mohou organické světelné diody nahradit žárovky. Místo oslňujících žárovek nebo blikajících trubic osvětlí naše pokoje velkoplošné panely nebo fólie. Ultratenký televizor visící na stěně nabízí rovnoměrně ostrý obraz z každého zorného úhlu. Tenké displeje se dají jednoduše srolovat a přenášet v kapse. To vše umožní svítící plasty – organické světlo emitující diody (OLED). Jsou to prvky z ultratenkých organických vrstev, které po přiložení napětí vysílají světlo. Nejjednodušší forma OLED se skládá z kovové katody, transparentní anody a mezi ně vložené organické polovodičové vrstvy. První síticí plasty objevili vědci asi před 20 lety. Od té doby jsou považovány za ideální alternativu obvyklých displejů a světelných zdrojů. OLED nepotřebují osvětlené pozadí, poskytují perfektní obraz z každého úhlu pohledu, spotřebují méně energie a dají se nanášet na velké plochy v tenkých vrstvách. Jsou ideální jako svítící tapety a flexibilní displeje. Už koncem 90. let přišly na trh první OLED-obrazovky. Dnes existují OLED jako displeje mobilních telefonů, MP3 přehrávačů, kamer a autorádií. Dosud jsou využívány především pasivní matice OLED (PMOLED). Významný kvalitativní skok přinesly barevné aktivní matice OLED (AMOLED). Dá se s nimi docílit vynikající kontrast. Výhodou je rovněž mimořádně krátká reakční doba při přepínání. Také dvojité a násobné obrazy se stávají minulostí. Poptávka po AMOLED stoupá. Dodávky všech výrobců činily v prvém pololetí 2008 asi 7,1 milionů jednotek, ve druhém pololetí stouply na 10 milionů. Výroba aktivních matic OLED je zcela v asijských rukou. Největšími výrobci jsou Samsung SDI, LG Display, SMEL a Sony. Firmy masivně investují do vývoje a výroby OLED. Cílem je uvedení OLED-televizorů na trh. Je však nutné zvýšit jejich životnost. Současné OLED-displeje v mobilních telefonech vydrží asi 5000 až 10 000 hodin, u televizorů to musí být minimálně 30 000 až 50 000 hodin. Laboratorně byla taková životnost už dosažena. Nyní jde o zavedení velkých displejů, s podobnou životností a za dnes obvyklou cenu do výroby. Není pochyb o tom, že OLED-technologie je potenciální. OLED disponují vynikajícím kontrastem, nepřekonatelnou sytostí barev a velmi dobrým zobrazováním. Právě proto jsou optimální pro využití v televizorech. První OLED-televizor na světě uvedl na trh Sony před několika měsíci, 11“televizor XEL-1 (11 palců = 28 cm) má rozlišení 960 x 540 pixelů. Tři milimetry silný TV-přijímač je ovšem prozatím k dostání pouze v Japonsku, USA a Kanadě. Sony již pracuje na další generaci. Na Consumer Electronics Show v LasVegas představil XEL-2. Letos chce Sony zavést do sériové výroby 27“ OLED televizní přijímač. Je plošší než kreditní karta a disponuje kontrastním poměrem 1 000 000 : 1. Také ostatní firmy intenzivně pracují na OLED televizorech. LG Displej plánuje uvedení 32“ TV-přístroje na trh v roce 2011. Ještě větší televizor chce realizovat Matsushita Electric Industrial (známější pod názvem Panasonic). Již v tomto roce chce spustit zkušební výrobu OLED-TVdisplejů se 40“. Osvětlovací technika Organické světelné diody zasahují také do osvětlovací techniky. Jako ploché zářiče poskytují světlo příjemné pro oči, jasné a podobné dennímu světlu. Jas a barva se dají nastavit podle libosti. Myslitelná jsou dokonce okna s OLED strukturou přímo na skle. Během dne může do místnosti pronikat sluneční světlo a večer dodávají světlo jako plochá svítidla. Výhodou je malá spotřeba proudu. Perspektivně vystřídají OLED společně s anorganickými LED žárovky. Žárovka přeměňuje pouze 5-10 % energie na světelnou, zbytek na teplo. Zářivky a energeticky úsporná svítidla mají sice výrazně lepší bilanci, ale ideální zdaleka nejsou. Ještě méně energie potřebují světelné diody. Zdroje světla se skládají z mnoha svítících bodů. Organické světelné diody poskytují ploché světlo. Předností je, že se dají nanášet skoro na každý povrch téměř libovolného tvaru. Základem další generace osvětlení je evropský výzkumný projekt OLLA (Organic LED´s for ICT and Lighting Applications). V rámci tohoto projektu byly vyvinuty bílé OLED zdroje světla s výkonem 50,7 lumen na watt a se životností větší než 10 000 hodin. Díky tomu dosahují 30 x 30 cm velká OLED svítidla již dnes hodnoty podobné jako zářivky. Na projektu se podílí 24 firem, výzkumných institucí a universit. OLED svítidla nabízí inovativní designové možnosti a především potenciál energetických úspor. Výsledkem projektu je významný krok na cestě zavádění OLED-technologie na trh. V současnosti výzkumníci pracují na ještě výkonnějších OLED, které by mohly být vyráběny levněji. Účastníci projektu chtějí dosáhnout 100 lumen na watt a životnost vyšší než 100 000 hodin. Možná je realizace 1x1 metr velkých svítivých ploch za cenu 100 euro. Do výzkumu bylo investováno celkem téměř 20 milionů euro. V březnu bylo v rámci dílčího projektu „500 lumen Multi-OLED-Modul“ docíleno rozhodujícího milníku. V roce 2009 by výzkumníci chtěli dokonce představit energeticky úsporný OLED plošný světelný modul sestavný z většího počtu světelných kachlí, které mají spotřebu menší než 10 W a dodávají 500 lumen. Na projektu spolupracuje Osram, Siemens Corporate Technology, univerzity v Darmstadtu, Braunschweigu a Augsburgu stejně jako IMPS. V projektu bylo dosaženo prvních úspěchů. Osram letos uvede na trh OLED-svítidlo a byla navržena první stolní lampa z organických LED. Vývoji cenově výhodných a ve výrobě uplatnitelných postupů se má věnovat „Center for Organic Materials and Electronics Devices Dresden“ (COMEDD). Předpokladem úspěšné činnosti je inovativní park zařízení. Jádrem jsou vakuová nanášecí zařízení. Slavnostní uvedení centra do provozu se odehrálo 30. října 2008. OLE D v rolích Nejprve naplánovalo COMEDD výrobu OLED na skleněném substrátu. Nová nanášecí linka od jihokorejského výrobce má kapacitu až 13 000 metrů ročně a je významným milníkem ve stavbě OLED-osvětlení. Z cenových důvodů se pracuje na výrobní technice válec-válec, při které se OLED vytváří na flexibilním substrátu. Dva Fraunhoferovy instituty FEP a IPMS spolupracují na vakuovém nanášení metodou válec-válec. Další výzvou je vývoj flexibilní ochrany OLED před vlivy vnějšího prostředí. Působením vodní páry a kyslíku ztrácí OLED svou svítivost. Flexibilní nosné fólie musí být proto opatřeny speciálními bariérovými vrstvami. Pracují na nich vědci Fraunhoferské aliance polymerních povrchů POLO. První laboratorní vzorky flexibilních displejů se již prezentovaly. Rolovatelné displeje se stávají hmatatelnou současností. Proud z fólií Na novém zařízení se dají rovněž vyrábět solární články. Účinnost organických solárních článků je prozatím příliš malá. Plastové solární články mohou dodávat energii malým mobilním přístrojům. Jsou ekologické a hospodárné. Na výkonnosti, dlouhodobé stabilitě a na snižování výrobních nákladů pracuje Fraunhoferův institut pro solární energii ve Freiburgu. Úsporám nákladů napomáhá nový konstrukční princip s využitím levných transparentních polymerových elektrod. Dalším předpokladem je také cenová výhodnost. Organická op toelektronika Integrací OLED do nejvyšší kovové vrstvy CMOS (komplementární polovodiče MOS s vrstvou oxidu křemíku) mohou vznikat nové generace konstrukčních prvků organické opto-mikro systémové techniky. Tak se dají malinké vysoce integrované vysílací a přijímací jednotky realizovat na jednom čipu. Ty mohou být využívány na obousměrných mikro displejích jak pro snímání, tak pro reprodukování obrazů. Celý kombinovaný stavební prvek kameradisplej má pouhých 10 x 15 mm. Je ideálním předpokladem snadné realizace Augmented Reality-displejů (AR = rozšířená realita). Systém se dá například snadno integrovat do brýlí. Pomocí brýlí uživatel pozoruje jako obvykle prostředí a navíc jsou do jeho zorného pole připojovány další informace. Systém se dá řídit pohybem zřítelnice. Už se podařilo vestavit výkonné světelné diody do CMOS podkladu. Systém může mít intenzitu světla až 5000 kandel na m2. Svítící fóliová klávesnice je novou aplikací organických světelných diod. Vyvinuli ji pracovníci Fraunhoferova institutu pro výzkum polymerů IAP s odborníky vysoké školy v Potsdamu, vysoké školy v Brémách a s podnikem TES Frontdesign. Klávesnice se hodí pro ovládací panely velkých strojů. Uživatel získá sám prostřednictvím tlačítek nové informace o tom, je-li stroj zapnutý nebo jaká aplikace právě probíhá a to i ve značně tmavých prostorách. OLED otevírají nové cesty i v bezpečnostní technice. Aplikací flexibilních displejů lze např. zabezpečit dokumenty proti falšování. V projektu CARO se zkoumá využití OLED v automobilovém průmyslu. Poloprůhledné OLED nanesené na přední sklo mohou např. uvádět signální informace. Řidič má v zorném poli současně silniční provoz a tachometr. Postupně budou OLED dobývat pozice plochých displejů a obrazovek. Podle renomovaných podniků pro výzkum trhu se má jejich prodej značně zvýšit. Také u světelných aplikací se otevírají nové tržní segmenty i šance. Zpočátku budou OLED využívány u designových svítidel nebo v průmyslových aplikacích. Během několika let mohou OLED už osvětlovat pokoje. Organické světelné diody a jejich aplikace tedy mají doslova zářivé vyhlídky. /an/