OLED — органические светодиодные экраны¶
OLED (от англ. Organic Light-Emitting Diode — органический светодиод) — технология электролюминесцентных экранов, в которых свет излучается слоем органических полупроводниковых материалов под действием электрического тока. В отличие от ЖК-дисплеев, OLED не требует подсветки: каждый пиксель сам излучает свет, что обеспечивает абсолютный чёрный цвет, высокий контраст и толщину панели менее миллиметра.
¶Принцип работы
В OLED-матрице органические эмиттеры заключены между двумя электродами — анодом и катодом. При подаче напряжения электроны и «дырки» вводятся в светоизлучающий слой, где рекомбинируют с образованием возбуждённых молекул — эксимеров. Их распад сопровождается испусканием фотонов. Цвет свечения определяется химической структурой эмиттера: красные, зелёные и синие материалы дают базовую RGB-палитру, а белый свет получают либо смешиванием трёх цветов, либо слоем с синим эмиттером и жёлтым люминофором.
¶Классификация
По типу органического материала различают:
- OLED малых молекул (SM-OLED) — вакуумное напыление, используются в большинстве коммерческих экранов;
- полимерные OLED (PLED) — нанесение из раствора, перспективны для гибких и больших панелей;
- фосфоресцентные OLED (PHOLED) — позволяют преобразовывать до 100 % электронов в свет, повышая энергоэффективность.
По конструкции различают AMOLED (активная матрица на тонкоплёночных транзисторах, TFT) и PMOLED (пассивная матрица). AMOLED применяется в смартфонах, телевизорах и часах, PMOLED — в простых индикаторах и небольших панелях.
¶История
В 1987 году исследователи Kodak Чив Вэй Тан и Стивен ВанСлайк создали первый тонкоплёночный OLED-двойной слой — событие считают началом коммерческой технологии. В 2001 году Sony выпустила первый коммерческий OLED-телевизор XEL-1 (13 дюймов). Крупнейшим производителем OLED-панелей стала южнокорейская LG Display, а Samsung доминирует на рынке мобильных AMOLED-матриц. В России и Китае развивается собственное производство: китайские BOE и CSOT вышли на мировой рынок телевизионных OLED, а в России ведутся работы по созданию отечественных OLED-технологий в рамках программы импортозамещения электроники.
¶Достоинства и недостатки
Преимущества OLED:
- абсолютный чёрный (пиксели полностью отключаются), контраст практически бесконечный;
- толщина панели менее 1 мм, возможность гибки и прозрачности;
- быстрый отклик (микросекунды), широкие углы обзора;
- низкое энергопотребление при тёмном изображении.
Недостатки:
- выгорание (деградация) органических материалов — статичные элементы интерфейса оставляют «призраки»;
- более высокая стоимость производства по сравнению с LCD;
- синий эмиттер деградирует быстрее красного и зелёного, что ограничивает ресурс;
- яркость на открытом солнце уступает ЖК-панелям с яркой подсветкой.
¶Применение
OLED-экраны используются в смартфонах (Samsung Galaxy, iPhone с 2017 года), телевизорах (LG OLED-серии, Sony Bravia XR), носимых устройствах, автомобильных дисплеях, виртуальных шлемах дополненной и дополненной реальности. В России OLED-матрицы применяются в медицинском оборудовании, авиационных приборных панелях и профессиональных мониторах. Технология также развивается в направлении прозрачных экранов, светодиодных панелей для архитектурной подсветки и гибких электронных «газет».
¶Перспективы
Основные направления исследований — увеличение ресурса синего эмиттера, переход на фосфоресцентные и термоактивные материалы (TADF), снижение стоимости производства и развитие гибких OLED-экранов. Микро-LED и QD-OLED (квантовые точки в паре с синим OLED-элементом) рассматриваются как следующее поколение дисплейных технологий.
¶Источники
- VanSlyke S. A., Tang C. W. // Applied Physics Letters, 1987.
- «Дисплейные технологии» / под ред. В. П. Толстого. — М.: Техносфера.
- Обзоры рынка дисплеев: DisplaySupplyChainConsultants, IHS Markit.