FotonMag

Při výběru displeje – ať už do domácnosti, společnosti nebo veřejného prostoru – hraje významnou roli jejich spotřeba energie. U displejů se pro účely srovnávání používá jednotka Watt na metr čtvereční (W/m²). Podívejme se, jak si v tomto parametru vedou dvě v současnosti nejpoužívanější displejové technologie.

U čím dál populárnějších LED displejů je každý jeden pixel (respektive subpixel) tvořen samostatnou světelnou diodou, jež vyzařuje světlo. Díky tomu mohou mít displeje vysoký jas, takže je lze dobře využít i ve venkovních aplikacích, například v reklamě nebo na stadionech.

Spotřeba konkrétního displeje se bude výrazně lišit dle rozlišení, zvolené úrovně jasu, zobrazovaném obsahu (více pohybu a světlých bodů = více spotřeby) a rozteče pixelů (čím jsou rozestupy mezi jednotlivými LED čipy kratší, tím více se jich vleze na danou plochu, a tedy roste i spotřeba energie). Obecně se spotřeba LED displejů pohybuje někde mezi hodnotami 100 až 1000 W/m². Typická venkovní reklama mívá kolem 300-400 W/m², zatímco vnitřní displeje s vysokým rozlišením mohou mít kolem 200-300 W/m².

LCD displeje vedle toho využívají technologii tekutých krystalů, které samy nevyzařují světlo, pouze jej modulují. Proto musí mít podsvícení – kdysi se používala speciální zářivková trubice CCFL, dneska už se používají bílé LED čipy.

Zde se spotřeba energie odvíjí primárně od toho, jak je proveden podsvícení a vrstva tekutých krystalů, nicméně i zde má značný vliv nastavení jasu a typ zobrazovaného obsah. Přesto je spotřeba těchto displejů obecně nižší. Větší displeje spotřebovávají 100-150 W/m², zatímco obyčejné domácí monitory mohou mít spotřebu i jen 20-30 W/m².

Na první pohled tedy mají značně nižší spotřebu LCD displeje, avšak je třeba se na to dívat z širší perspektivy. LED displeje totiž mají v mnoha ohledech mnohem lepší zobrazovací parametry, díky kterým je lze využívat i tam, kde LCD displeje selhávají.

LED displeje tedy sice mívají vyšší spotřebu (s ohledem na vyšší zobrazovací nároky), zato však jsou energicky efektivnější, jelikož dokáží lépe „hospodařit“ se světlem. Zaprvé vyzařují barevné světlo přímo ze samotných pixelů a nedochází tak k jeho ztrátám přes vrstvu tekutých krystalů a tranzistorů. A zadruhé při zobrazování černých ploch se mohou jednotlivé pixely jednoduše vypnout, kdežto u LCD displejů musí podsvícení svítit stále stejnou intenzitou po celou dobu. Pokud by se teoreticky měly LCD displeje svými zobrazovacími vlastnostmi vyrovnat LED displejům, pak by na tom zřejmě se spotřebou byly už o něco hůř.

Zdroje: ledinside.com, britannica.com, researchgate.net

TrendForce je tchajwanský institut, který pravidelně analyzuje a předvídá trendy v oblasti polovodičů. V aktuální zprávě se zaměřil na odvětví microLED čipů, kde v následujících několika letech očekává několikanásobný růst.

Do vývoje microLED čipů v současnosti investují převážně asijské společnosti. Miniaturizací a zefektivněním výrobních postupů se snaží snížit jejich vysoké výrobní náklady, které jsou v současnosti hlavní překážkou jejich masového rozšíření. Například thajwanský výrobce displejů AUO se v tomto ohledu zaměřuje na větší microLED displeje, zatímco společnosti jako LG Electronics (Jižní Korea), VOE Technology (Čína) a Vistar (Čína) spatřují budoucnost zejména v menších displejích pro chytré hodinky a obdobné aplikace. Také zde začíná růst poptávka po microLED v oblasti VR a AR brýlí, stejně jako v automobilovém průmyslu.

Nicméně toto rostoucí odvětví nedávno zaznamenalo i jednu značnou prohru. Společnost Apple na poslední chvíli zrušila své již značně rozjeté plány na výrobu chytrých hodinek s MicroLED displeji, právě kvůli vysoké vysoké ceně a technické náročnosti. Následkem toho bylo, že předem dohodnutý dodavatel čipů OSRAM (Německo) musel zrušit svou nákladnou MicroLED továrnu v Malajsii, jelikož bez klíčového amerického odběratele se mu už nevyplatila. Jak se však ukazuje, i navzdory tomuto přešlapu z poslední doby se mnoho dalších firem snaží tuto technologii nadále rozvíjet.

Zdroj: ledinside.com

V roce 2022 se tchajwanská společnost AUO stala prvním výrobcem displejů, který se připojil ke klimatické skupině RE100 – jedná se o mezinárodní iniciativu, kde se již 400 velkých firem připojilo k závazku využívat ve svých podnicích ze 100 % obnovitelné zdroje energie, a to do individuálně stanoveného roku.

Mezi další zapojené firmy patří například i technologičtí giganti Apple, Google, Meta, Microsoft a Samsung, automobilky GM, Hyundai a Kia nebo přední výrobce LED osvětlení Signify (Philips). Někteří svůj cíl již naplnili nebo jej splní do několika let, AUO se jej zavázala splnit do roku 2050.

V současnosti AUO vyrobila svou první řadu displejů s využitím 100 % obnovitelných zdrojů – použila vlastní solární panely a distribuční model „wheeling“. Displej vznikl v rámci partnerství s tchajwanským výrobcem počítačové techniky Acer, konkrétně se objevil v jeho „uhlíkově neutrálním“ notebooku Aspire Vero 16 v dotykové i bezdotykové variantě. Notebook mimo jiné využívá 60 % recyklovaných plastů, recyklovanou ocel a je dodáván ve 100% recyklovaných obalech. Displej i notebook také dostali certifikaci UL 3600, což je projekt vyhodnocující zapojení produktu do cirkulární ekonomiky.

Sama společnost AUO své zelené kroky zdůvodňuje mimo jiné tím, že si dnes čím dál větší význam získávají uhlíkové daně a uhlíková cla. Obnovitelné energie i materiály se pro podniky stávají „konkurenční arénou“, kdy je jejich zavádění globálními společnostmi takřka nezbytné pro udržení konkurenční výhody.

Zdroje: ledinside.com, auo.com, there100.org

Fenixlight představil novou běžeckou čelovku HM62-T, tentokrát vsadil především na kombinaci nízké hmotnosti, obstojného výkonu s delší výdrží a jednoduchého designu. Namísto běžně používaného leteckého hliníku je tělo svítilny tvořeno lehčí magnesiovou slitinou, díky které činí celková váha včetně akumulátoru 125 g. I u tohoto modelu výrobce využil svůj nový systém upínání čelovky, kdy lze popruh libovolně utahovat a povolovat v obou směrech jen pomocí kolečka. Jedno z plastových poutek v sobě navíc ukrývá nouzovou píšťalku.

Světlo poskytuje jedna LED Luminus SST-40, která dokáže vydat maximální světelný tok 1200 lumenů po dobu 4 hodin. Svítilna celkem nabízí čtyři stupně výkonu (Low – Med – High – Turbo), při využití středního výkonu 130 lumenů může svítilna vydržet až 24 hodin. Kromě toho může uživatel přepnout na červené světlo (LED Everlight 2835) o světelném toku 5 lumenů s režimem blikání i stálého svícení.

Jako akumulátor byl použit typ 18650 s kapacitou 3400 mAh. Během nabíjení i během používání svítilny lze kdykoli ověřit stav nabití pomocí barevné diody s přesností na 25 %. Nabíjecí port typu USB-C se skrývá v boční straně akumulátoru, plného nabití dosáhne do tří hodin. Nouzově lze akumulátor vyměnit za dvě obyčejné baterie typu CR123A.

Stupeň krytí IP68 zaručuje voděodolnost svítilny proti dešti i ponoření. Magnesiová slitina kromě lehké hmotnosti poskytuje také vysokou odolnost, výrobce zaručuje odolnost proti pádům z výšky 2 metrů. Odolná elektronika dokáže fungovat v rozmezí teplot -35°C a 45°C. Samotná svítilna se v čelovce může otáčet kolem své osy, čímž lze snadno nastavovat úhel svícení. Maloobchodní cena je 2 099 Kč.

Zdroj: kronium.cz

Ačkoli to tady v Evropě zatím nemusí být tolik vidět, průhledné LED displeje se rychle dostávají do popředí. Jsou lehké, nepůsobí tak rušivě jako běžné obrazovky a mají i nižší spotřebu energie. Také působí poměrně futuristicky a rozhodně přitáhnou pozornost lidí – použití tak nacházejí třeba v muzeích, ve výlohách, v turismu nebo i na pódiích, kde mohou napodobit efekt hologramu. Hlavním trhem průhledných displejů je momentálně Čína, následovaná Evropou, Amerikou a zbytkem Asie. V tomto článku se podíváme, co lze očekávat od tohoto prozatím ještě přehlíženého odvětví.

Navzdory četným výhodám průhledných displejů se i zde samozřejmě najdou určité technické nedostatky. Hlavním problémem je nalezení kompromisu mezi jasem, čirostí a úrovní průhlednosti těchto displejů. Proto existují různá technologická řešení: některé displeje mají podobu tenkých a ohebných plastových fólií s průhledností 70-95 %, jiné zase zasazují LED čipy mezi dvě vrstvy skla pro dosažení delší životnost a vyšší odolnosti vůči teplotám a prostředí.

Z hlediska typu LED se používají technologie OLED, micro-LED (<100 µm) i mini-LED (100-200 µm), nejslibnější budoucnost je ale přisuzována právě micro-LED, neboť dokáže poskytnout vysoký jas i vysoké rozlišení při zachování dobré průhlednosti. Hlavními výrobci průhledných micro-LED displejů jsou momentálně tchajwanská AUO, korejský Samsung, čínská Tianma a ještě jednou tchajwanský PlayNitride. Podívejme se pro ilustraci na některé z jejich projektů.

Displej od AUO nedávno využilo například Lenovo pro svůj unikátní notebook s průhledným displejem o rozlišení 720p (foto v úvodu). Kromě toho AUO poskytnul interaktivní průhledné displeje pro okna v automobilní i veřejné dopravu (vlaky, trajekty). V oblasti průhledných displejů pro automobily se obdobně pohybují i Tianma a PlayNitride.

Samsung je známý mimo jiné výrobou obřích komerčních displejů, proto tolik nepřekvapí, že se letos na veletrhu CES pochlubil průhlednými micro-LED displeji právě v této oblasti. Na třech vzorcích také demonstroval jeho výhody oproti průhledným OLED a LCD displejům.

Podle zprávy tchajwanského výzkumného institutu TrendForce dosáhla velikost trhu transparentních LED displejů za loňský rok 141 milionů dolarů. Na rok 2027 pak odhaduje jeho vzrůst na 238 milionů. Předvídá, že průhledné micro-LED displeje naleznou v budoucnu využití zejména ve venkovních reklamách a v informačních displejích chytrých aut (např. augmented reality heads-up displays – displeje rozšířené reality na čelním skle). Evropské, americké a japonské automobilky je dle odhadů začnou instalovat do svých aut již v letech 2026-2027.

Zdroj: ledinside.com

Čínská společnost Dreame Technology, jejíž specializací jsou primárně robotické i obyčejné vysavače, uvedla na trh robotickou sekačku Roboticmown A1. Ta je zajímavá zejména tím, jak využívá potenciál pokročilejších technologií, obzvláště senzor LiDAR. Jde o senzor, který využívá laserovou diodu k vytvoření 3D skenu prostředí, mimo jiné je zásadní pro vyvíjená autonomní vozidla.

Robotické sekačky na trávník jsou zvláštní segment produktů, který má dodnes značné nedostatky. Ve svých počátcích tyto vynálezy jen „hloupě“ jezdily po trávníku a náhodně se odrážely od překážek a napnutého obvodového drátu. Zhruba před 10 lety se objevily už trochu chytřejší sekačky, které dokázaly nějakým základním způsobem zmapovat pozemek, jezdit v naprogramovaných patternech a díky jednodušším senzorům se také vyhýbat překážkám. Obvykle však stále ještě vyžadují vodící drát.

Dreame zašel ve vývoji sekaček ještě o kousek dál právě využitím LiDARu. Díky němu dokáže sekačka v reálném čase vytvářet 3D sken prostředí v celkovém úhlu 360° x 59°, a to do vzdálenosti 70 metrů. Po docela věrném zmapování prostředí pak robot systematicky seká trávník v U-patternech, údajně se pohybuje s přesností na 1 cm. Díky LiDARu (v kombinaci s dalšími senzory a GPS) se tak sekačka obejde zcela bez vodících drátů. Také může dobře reagovat i na nečekaně vzniklé překážky, jako jsou domácí zvířata nebo odložené předměty. Sekačka se ovládá mobilní aplikací, která umožňuje definovat různé zóny zmapovaného pozemku a blíže nastavit chování sekačky v každé z nich.

Pochopitelně se nejedná levnou záležitost, v Česku se cena této sekačky pohybuje okolo 50 000 Kč, což je až dvojnásobek oproti stávajícím lepším modelům, které se většinou stále ještě neobejdou bez obvodového drátu a upevňovacích kolíků.

Zdroje: ledinside.com, dreametech.com

Kalifornská startupová společnost Q-Pixel vyvinula malý displej určený pro virtuální realitu (VR) o velikosti zhruba 11 x 6 mm a rozlišením 3K x 1,5K, který dosahuje 6800 PPI (pixelů na palec). To je až dvojnásobek oproti nejlepším stávajícím displejům, například nový špičkový Apple Vision Pro má zhruba 3380 PPI.

Na rozdíl od většiny pokročilejších VR displejů, které zpravidla využívají organické světelné diody (OLED), se tentokrát jedná technologii micro-LED, která navzdory usilovnému vývoji stále ještě nedosahuje komerčního úspěchu. Hlavní překážkou takovýchto displejů je momentálně náročnost montáže, kontroly a případně i opravy obrovského množství RGB microLED subpixelů, což je komplikovaný, pracný a drahý proces. Použití jednotlivých světelných diod jakožto subpixelů navíc zabírá dost místa, což představuje další překážku při tvorbě displejů s vysokým rozlišením.

Jedno z možných řešení těchto problémů s výrobou i rozlišením je nahradit trojici RGB subpixelů jediným pixelem. Právě tímto směrem se vydali vývojáři v Q-pixelu. Bližší technické podrobnosti zatím nejsou známy, avšak dle vyjádření technologické ředitelky společnosti Dr. Michelle Chen byly použity tzv. TP-LED pixely (tunable polychromatic LED). Jeden takový pixel má být schopen vyzařovat jakoukoli barvu napříč světelným spektrem, a to bez použití subpixelů, kvantových teček (tj. technologie používaná u pokročilejších LCD displejů), barevných filtrů, polarizátorů či mechanického vrstvení. Změny barvy se dosahuje změnou voltáže.

Ačkoli se možná jedná o trochu unáhlený názor, Q-Pixel je nyní spatřován za průkopníka v oblasti microLED displejů, který zásadně přispěje k jejich rozšíření. Více o jejich technologii a prototypu displeje se lze dočíst v aktuálním čísle magazínu Compound Semiconductors.

Zdroje: ledinside.com, compoundsemiconductor.net

Fenix PD32R je kompaktní taktická svítilna, kterou kromě různých bezpečnostních složek ocení prakticky kdokoli, kdo ocení jednoduchou, leč výkonnou svítilnu. V podstatě se jedná o vylepšenou verzi starší svítilny PD32, která se dočkala vyššího výkonu a praktičtějšího ovládání. Zdrojem světla je LED Luminus SFT-40, která nabízí maximání světelný tok 1400 lumenů s dosvitem 344 metrů. Uživatel může volit mezi čtyřmi režimy výkonu (20 – 100 – 350 –1400 lumenů) a stroboskopem (1400 lumenů).

PD32R oplývá bezhlučným taktickým tlačítkem v zadní části svítilny, které umožňuje buď dočasné svícení (momentary on/off) na lehké namáčknutí nebo trvalé svícení po plném stisku. Po zapnutí lze volit sílu výkonu opět namáčknutím, i po vypnutí si svítilna bude pamatovat naposledy používaný režim. Stroboskop lze kdykoli aktivovat v zapnutém i vypnutém stavu krátkým podržením tlačítka.

Jako dobíjecí akumulátor byl použit typ 18650 s kapacitou 3400 mAh, který lze nouzově vyměnit za dvojici jednorázových baterií CR123A. V závislosti na používaném režimu vydrží svítilna fungovat od 2,3 až do 70 hodin. Akumulátor lze dobít skrze USB-C port ukrytý v těle svítilny bez nutnosti vyndávání, nabíjení zabere zhruba 3 hodiny. Během dobíjení i používání lze ověřit stav nabití pomocí barevného indikátoru. Před úplným vybitím na sebe svítilna navíc upozorní krátkým zablikáním reflektoru.

Svítilna je vyrobena z leteckého tvrzeného hliníku s ochranou proti poškrábání. Samozřejmostí je také voděodolnost dle standardu IP68 (ponor do hloubky 2 metrů) a zasazení akumulátoru mezi dvě pružiny pro prevenci výpadků. Skleněná čočka má antireflexní povrch. K dostání je za 2 199 Kč včetně DPH.

Zdroj: kronium.cz

Jednou z oblastí výzkumu, do které NASA investovala nemalé částky, je osvětlení. Na jedné straně kvůli kvalitě života astronautů, kteří na ISS tráví 6 i více měsíců v kuse, na druhé straně i kvůli pěstování rostlin v kosmických podmínkách, které bude do budoucna potřebné pro hlubší průzkum vesmíru. A byly to právě poznatky získané z těchto výzkumů, které se velkou měrou podílely i na vývoji osvětlení do našich pozemských domácností a skleníků.

V letech 1997 až 2017 NASA financovala National Space Biomedical Research Institute (NSBRI), který založili dva profesoři z Harvardovy a Jeffersonovy univerzity. Institut obecně zkoumal to, jak dlouhodobý pobyt ve vesmíru působí na člověka. Jednou z oblastí zájmu byly i zdroje osvětlení a jejich vliv na mozkovou aktivitu. Mimo jiné zde zjistili, že působení modré složky světla v nevhodný čas dokáže rozhodit biologický rytmus lidí, což vede k nedostatku odpočinku a únavě. Když se pak například v roce 2011 řešilo, čím na ISS nahradit stávající fluorescenční zářivky, výsledky výzkumu vedly k inovativnímu využití vhodných LED technologií, jež v průběhu dne zohledňují tzv. cirkadiánní rytmus astronautů.

Někteří z vědců, kteří původně pracovali na vytvoření LED modulů pro vesmírnou stanici, následně odešli do společnosti Lighting Science, kde získané poznatky využili komerčně. Tato společnost pak v roce 2018 dala vzniknout dalším firmám, které se věnovaly vývoji a výrobě cirkadiánního LED osvětlení pro kanceláře a domácnosti, např. Healthe. Dnes si může takovou cirkadiánní žárovku s proměnlivým jasem a barevnou teplotou snadno pořídit každý z nás.

Obdobný scénář nastal i v oblasti vnitřního pěstování rostlin, kde profesní zkušenosti z NASA nalezly uplatnění například ve společnosti VividGro, jež se zaměřuje právě na industriální pěstování.

Zdroj: ledinside.com

Německá společnost Hama, zaměřená především na fotografickou techniku a elektroniku, uvedla na evropský trh „chytrý“ RGB LED pásek pro vnitřní i vnější využití (stupeň krytí IP65 zajišťuje základní odolnost proti dešti a sněhu). Pásek o délce pěti metrů lze libovolně ohýbat do různých tvarů, připevňuje se pomocí přiložených klipů s vruty.

Rozličné barvy a světelné efekty se ovládají dálkově pomocí vlastní mobilní aplikace Hama Smart Home app, přičemž je kompatibilní i s populárními virtuálními asistenty typu Alexa a Siri. Ovládat lze běžné parametry, jako je výběr barev (16 milionů), jasu či kontrastu, a to i pro libovolně vybrané sekce pásku zvlášť. Kromě toho lze navolit i různé světelné efekty, jako je přelévání barev, pohyblivé efekty, reakce barev na hudbu (či jiné zvuky) nebo napodobení západu slunce navázané na reálný čas. Samozřejmostí je i časovač a nastavení různých časových plánů.

Z hlediska technických vlastností je udávaná životnost pásku 25 000 hodin, světelný tok 960 lumenů (srovnatelné s výstupem dvou klasických 40W žárovek) a maximální výkon činí 30 Wattů. V Německu se prodává za 89 €, u oficiálního českého distributora je k dostání za 1629 Kč.

Zdroj: ledinside.com, hama.cz