Nové technologie displejů

Displeje budoucnosti budou ohebné, průhledné, nebo dokonce organické. Ukážeme vám nadcházející technologie i již existující prototypy.
    MICHAEL ECKSTEIN 

MICHAEL ECKSTEIN 
Díky novým technologiím očekáváme, že v budoucnu displeje splynou s pozadím, na kterém budou umístěny. Vypnutých transparentních projekčních ploch si ani nevšimnete.

Dlouho nám výrobci na různých veletrzích ukazovali prototypy OLED televizorů s revoluční, ultratenkou obrazovkou a dokonalými parametry. Nyní konečně přicházejí tyto televizory do běžného prodeje a budete si je moci koupit už před Vánocemi - tedy pokud za futuristický televizor s tloušťkou 4 až 8 milimetrů a pocit technologické nadřazenosti budete ochotni zaplatit přes 200 000 Kč, tolik totiž budou první modely stát. Cena je to rozhodně vysoká, ale OLED televizory přinesou zásadní vylepšení kvality obrazu. Jakmile se během příštích měsíců a let rozjede masová výroba OLED panelů, stane se i tato technologie běžně dostupnou. Nové OLED displeje přinesou navíc i řadu vylepšení v oblasti mobilních zařízení, která budou díky novým displejům s HD rozlišením ještě tenčí. Již dnes se v některých asijských zemích prodávají čtečky elektronických knih s barevným E-Ink displejem. Je tedy jen otázkou času, kdy se objeví i u nás.

Futuristické koncepty již existují

Řadu technologií, které se budou v budoucnu používat, známe již dnes ze sci-fifilmů a knih. Patří k nim interaktivní datové brýle, průhledné dotykové displeje a ohebné čtečky elektronických knih s ultratenkým plastovým TFT displejem. Automobilový průmysl se těší na projekční průhledné panely, které lze využít nejen k zobrazení aktuálních jízdních parametrů, ale také k navigaci či komunikaci. Podrobně jsme se podívali na nejnovější trendy a technologie vývoje displejů, abychom zjistili, kde bude v dohledné době končit fikce, a kde začne realita.

TELEVIZORY: Organické světlo

Samsung a LG představily obří OLED televizory, Sony experimentuje s barevnými LED diodami.

Televizory s Edge LED podsvícením jsou dnes běžné. Téměř všechny trpí nerovnoměrným podsvícením obrazovky a nižším kontrastem. U nejvyšších řad tedy výrobci používají přímé LED podsvícení, které těmito nedostatky netrpí. U takových televizorů jsou za celým panelem obrazovky rovnoměrně umístěny bílé LED diody, které zajišťují dostatečnou jednolitost podsvícení a které lze zapínat a vypínat jak jednotlivě, tak po celých blocích. Sony jde u nejdražších televizorů ještě o krok dál. 55“ televizory s obrazovkami typu Crystal LED nemají vůbec žádné podsvícení, ale každý jejich pixel se skládá z trojice svítivých mikroLED diod (červená, zelená, modrá). Na Full HD panelu jich je umístěno 6 220 800. Díky této technologii disponují nejlepší televizory Sony panelem s 3,5krát vyšším kontrastem, 1,4násobně širší barevnou škálou, bleskovou dobou odezvy a stabilními úhly pohledu.
Ještě větší kontrast a nižší spotřebu budou mít obrazovky typu OLED, pracující na principu organických světelných diod. Stejně jako Crystal LED se i OLED obejde bez podsvícení, protože světlo vydávají samotné diody pixelů. Prototypy 55“ OLED televizorů již představily společnosti LG a Samsung. OLED panely trpí poměrně nízkou životností a nepřesným podáním barev, oba výrobci ale tvrdí, že znají řešení. Zatímco Samsung ES9500 skládá každý pixel z vedle sebe posazených barevných OLED, tak pod každým barevným subpixelem obrazovky LG 55EM960V jsou umístěny tři na sebe navrstvené barevné filtry, které dohromady vydávají bílé světlo. Vedle nich je pak ještě čtvrtý bílý subpixel. Bez nutnosti podsvícení jsou tyto obrazovky extrémně tenké - v případě Samsungu činí její tloušťka osm milimetrů, panel LG je dokonce tlustý jen čtyři milimetry.

Průhledné televizory

Velké průhledné displeje najdeme stále pouze ve stadiu konceptů, jako je tomu například u modelu Loewe INVISIO. Jediným výrobcem, kterému se zatím podařilo předvést funkční velkoplošný televizor s průhledným displejem, je Samsung s modelem Smart Window LTI460AP01. Ve vypnutém stavu je jeho displej průhledný jako čiré sklo. Koncept INVISIO pak dokonce nemá ani rám a připomíná spíše kvádr, do kterého je zasazen kus obyčejného skla, na kterém se ale po zapnutí objeví jako mávnutím kouzelného proutku obraz v plném HD rozlišení. Průhledné displeje jsou založeny na kombinaci běžné LCD obrazovky s nejnovější technologií TOLED (Transparent OLED). „Chytré okno“ od Samsungu již dnes dokáže přehrávat video i signál z připojeného počítače při rozlišení 1 680 x 1 050 bodů a podle výrobce dosahuje kontrastního poměru 500:1. Do rámu Smart Window jsou zamontovány senzory, takže televizor poslouží i jako velký dotykový displej.

KLASICKÁ TECHNOLOGIE TFT S PŘÍMÝM LED PODSVÍCENÍM
U TFT displejů je množství propouštěného světla dané natočením tekutých krystalů. Přímé LED podsvícení prochází nejprve tekutými krystaly a poté barevným filtrem. LED diody lze zapínat a vypínat i plošně, čímž se dosahuje většího kontrastního poměru. B G

OLED OD LG: SVĚTELNÝ SENDVIČ S BAREVNÝM FILTREM
Pod každým barevným filtrem jsou umístěny tři na sebe vrstvené OLED prvky (červený, zelený, modrý). Dohromady vydávají bílé světlo, jehož intenzitu určuje světelný výkon OLED prvků. Každý obrazový bod obsahuje ještě bílý subpixel, díky kterému lze jas displeje ještě zvýšit.

NEVIDITELNÝ TELEVIZOR:
SAMSUNG SMART WINDOW Samsung Smart Window jako kdyby vypadl z filmu Minority Report. Zajímavý je kombinací dotykového panelu a průhledného TFT displeje. Obraz vypadá, jako by se vznášel ve vzduchu. Praktickou ukázku jsme viděli na letošní výstavě CES.

Foto popis|  Nová 55palcová OLED televize od LG má tloušťku jen 4 mm.

MOBILY: Vysoká svítivost

Co nejtenčí displeje se zářivými barvami a nízkou spotřebou. Nové technologie přinesou lepší, tenčí a lehčí displeje.

Smartphony Samsung Galaxy proslavily technologii AMOLED. Nejnovější verze Galaxy III i velký „Phablet“ (Phone+Tablet) také používají AMOLED displeje, ale v tzv. PenTile podobě. Od běžných RGB displejů se liší velikostí a uspořádáním subpixelů. Zatímco barvu obrazového bodu RGB displeje vytváří kombinace červeného, zeleného a modrého subpixelu, obraz na PenTile displejích se skládá z dvojice zelenomodrých nebo zelenočervených subpixelů (RGBG). Samsung tvrdí, že takovéto displeje mají nižší spotřebu a delší životnost. Architektura PenTile AMOLED navíc umožňuje výrobu menších displejů s HD rozlišením. Někteří majitelé smartphonů Galaxy S3 si stěžovali na horší ostrost a barevné podání displeje, ale tento efekt vzniká pouze při nízkém rozlišení.

Barevné E-Ink displeje

Apple použil u nejnovějšího iPhonu 5 displej nové generace. U minulého modelu 4S se displej skládal ze tří na sebe umístěných vrstev (LCD panel, dotyková vrstva, krycí sklo), ale díky integraci vrstvy s dotykovými senzory přímo do LCD panelu může být telefon osazen tenčím displejem. Nový iPhone 5 tak má tloušťku jen 7,6 mm, zatímco předchozí verze 4S měla tloušťku 9,3 mm. Odborný analytik Hiroshi Hayase ze společnosti DisplaySearch nám potvrdil, že čím blíže je zobrazovací vrstva povrchu displeje, tím vyšších úhlů pohledu displej dosahuje. Apple používá technologii In-Cell, kterou vyvinuly společnosti Sharp, LG Display a Japan Display, a nemusí se tak už spoléhat na výrobce, který mu donedávna dodával dotykovou vrstvu displejů.
Čtečky elektronických knih dnes běžně používají displeje s technologií E-Ink, které spotřebovávají proud pouze při otáčení stránky. Bohužel ale pracují jen s černým inkoustem. Již dnes však existují barevné dvoustavové plně reflexní displeje Mirasol IMOD, které používají interferomagnetickou modulaci. Jejich základem je technologie mikroelektromechanických systémů MEMS, které umí vytvářet barvu pomocí světla odraženého z mikroskopických zrcadel. Každý spínací prvek má dva stabilní stavy: buď je průhledný, nebo absorbuje světlo. Tímto způsobem dokážou displeje Mirasol osvítit odraženým světlem pouze požadované barevné subpixely. Stejně jako u E-Ink displejů zůstává i zde barevný bod aktivován i po přerušení ovládacího napětí. V současnosti jsou ve světě k dostání už tři čtečky s barevným elektronickým inkoustem - první byla Kyobo eReader a po ní přišly na trh čtečky Hanvon C18 a Bambook Sunflower. Všechny tři používají stejný hardware a jsou vybaveny 5,7“ kapacitním dotykovým displejem Mirasol s rozlišením 1 024 x 768 bodů a 1GHz procesorem Snapdragon.

SROVNÁNÍ TFT A OLED TECHNOLOGIÍ
Retina displej 1 iPhonu má při porovnání s klasickým TFT displejem 2 o poznání vyšší hustotu pixelů. Obrazové body PenTile displeje 3 Samsungu Galaxy S3 jsou složené pouze ze dvou subpixelů (zelenočerveného a modročerveného), a jeho obraz se proto může jevit o trochu rozmazanější než obraz Super AMOLED displeje 4.

ŠTÍHLEJŠÍ DISPLEJ: DOTYKOVÁ VRSTVA INTEGROVANÁ DO DISPLEJE
V novém iPhonu 5 Apple použil technologii In-Cell, která integruje dotykové senzory přímo do zobrazovacího panelu displeje. Přináší to řadu výhod. Displej je celkově tenčí a jeho panel leží přímo pod krycím sklem, díky čemuž má displej širší úhly pohledu.

BAREVNÉ E-INK DISPLEJE VYUŽÍVAJÍ MECHANICKOU MIKROTECHNOLOGII
Některé čtečky elektronických knih jsou osazeny barevnými E-Ink displeji s technologií mikroelektromechanických systémů (MEMS). První podobný displej používala čtečka Kyobo, už ale existují i zařízení Hanvon a Bambook. Zatím se prodávají pouze v Asii a nevíme o žádném dovozci, který by čtečky s displejem Mirasol dovážel.

Foto popis|  PenTile displej Samsungu Galaxy S3 kombinuje HD rozlišení s minimální spotřebou.

VÝZKUM: Na co se těšit?

Elektronické noviny, multifunkční datové brýle, plovoucí displeje - to jsou displeje budoucnosti.

Společnost Plastic Logic přišla s technologií ohebných displejů. Za pomoci laseru a fotochemického procesu vyvinula proces výroby plastových ohebných TFT fólií s aktivní maticí na bázi elektronického inkoustu. Naprostou ohebnost těchto displejů zatím limituje jen elektronika potřebná k připojení displeje k zařízení. Na vlastní oči jsme viděli funkční prototyp s pružným organickým řadičem. Nejnovější 10,7“ displeje Plastic Logic pracují s rozlišením 1 280 x 960 bodů, tedy s rozlišením 150 ppi. Elektronický ohebný papír, který lze svinout do ruličky, využívá dopadající světlo, a nemá tedy vlastní zdroj podsvícení. Stejně jako displeje klasických čteček elektronických knih je bistabilní a potřebuje energii pouze pro změnu zobrazovaného obsahu. Technologii Plastic Logic lze použít jak k výrobě černobílých, tak barevných E-Ink displejů, které jsou tvořeny barevnými fóliovými filtry s červenými, zelenými, modrými a bílými subpixely. V současnosti dokážou tyto displeje zobrazit až 4 096 barev, prozatím však s poměrně nízkou barevnou saturací.

Nahradí datové brýle smartphony?

Téměř každé zařízení je dnes vybaveno displejem, ale budoucnost by mohla být jiná. Google pracuje na projektu speciálních datových brýlí „Project Glass“, které analyzují předměty přímo před očima uživatelů a přinášejí jim o nich okamžitě informace. Tenký rámeček brýlí je vybaven vlastním procesorem, pamětí, kamerou, mikrofonem, kompasem, gyroskopem, GPS, Wi-Fi adaptérem a Bluetooth. Díky hlasovému ovládání mají tyto brýle v budoucnu nahradit dnešní smartphony. Google již na veřejnosti předvedl několik prototypů a podle jeho odhadu by měly být komerčně dostupné již v roce 2014. Verze určená pro vývojáře aplikací bude v prodeji už v roce 2013, a to za 1 500 dolarů.
S průhlednými plovoucími displeji experimentují výrobci automobilů již řadu let, zatím se ale tyto displeje nedokázaly příliš uchytit na trhu. Tento stav chce změnit společnost Pioneer. Zatímco dnešní HUD systémy většinou fungují jako projektor, tedy jsou vybaveny TFT displejem s jasným podsvětlením, Pioneer ve svém prototypu HUD „Carrozzeria Cyber Navi AR“ používá laserovou technologii HD-PicoPGen2 od společnosti MicroVision. Ta spočívá v osvětlování průsvitného panelu s mikrozrcátky pomocí červených, zelených a modrých laserových paprsků. Barva a jas každého pixelu se mohou měnit podle intenzity záření laserového paprsku. Výhodou tohoto řešení je to, že díky ostrému zobrazení na panelu o rozměrech 90 x 30 cm se řidiči zdá, jako by obraz plaval ve vzdálenosti tří metrů před ním. Řidič tak nemusí neustále ostřit zrak na krátkou a dlouhou vzdálenost. Jisté je, že v budoucnu nám zobrazovací technologie přinesou ještě řadu překvapení, můžeme se třeba dočkat displejů, které vypadají jako kouřová stěna.

ELEKTRONICKÝ PAPÍR SE UŽ VYRÁBÍ
Firma Plastic Logic kombinuje vlastní technologii ohybných TFT fólií s E-Ink displeji od třetích stran. Obě části jsou vyrobeny z plastu, a lze je tedy snadno spojit. Elektronický papír lze do budoucna vybavit i vrstvou barevných filtrů.

PLOVOUCÍ DISPLEJ: LASEROVÁ PROJEKCE PRO AUTOMOBILY
Projekční displej „Carrozzeria Cyber Navi AR“ od společnosti Pioneer vytváří dojem, jako by jeho obraz visel někde před automobilem. Tento systém není založen na TFT panelu, ale tvoří jej různobarevné lasery dopadající na průhlednou desku s mikromechanickými zrcadly.

INTERAKTIVNÍ KOUŘOVÝ DISPLEJ: PROJEKCE NA PROUDÍCÍ VZDUCH
Mlžný displej byl původně vyvinut na finské univerzitě v Tampere. Obraz je u něj promítán na neviditelnou a uměle vytvořenou stěnu z mlhy. Již dnes je komerčně dostupný v několika verzích a prodává jej firma FogScreen.

Foto popis|  Ohebné displeje od společnosti Plastic Logic jsou tenké a lze je složit jako papírové noviny.