Органический светодиод
Органи́ческий светодио́д (англ. organic light-emitting diode, сокр. OLED) — светоизлучающий органический светодиод, или OLED, представляет собой устройство, производство которого предполагает использование тонкоплёночных структур. Эти структуры создаются путём наслаивания углеродных материалов друг на друга. При пропускании через себя электрического тока органические светодиоды излучают свет[1].
История
История органических светодиодов берёт своё начало ещё в 1950-х годах учёным Андре Бернанозом. Впоследствии эксперименты проводились повторно в 1960, 1963, 1974 и 1977 годах, однако полученные результаты не имели коммерческого значения. Однако по-настоящему значимый прорыв произошёл в 1987 году, когда Дэн Цинъюнь и Стивен ван Слайк из лаборатории Eastman Kodak разработали первый высокоэффективный двухслойный органический светодиод, что стало ключевым моментом для практического применения технологии. С середины 1990-х годов началась активная фаза коммерциализации OLED, сопровождавшаяся постоянным улучшением их характеристик: эффективность, срок службы и качество цветопередачи; что позволило органическим светодиодам пройти путь от использования в малогабаритных устройствах до современных полноцветных, крупноформатных, гибких и прозрачных дисплеев, формируя основу для нового поколения экранов[2].
Выпуск первых монохромных дисплеев начался в 1998 году, а в 2000 году учёные Алан Хигер, Алан Макдиармид и Хидэки Сиракава получили Нобелевскую премию за достижения в изучении проводящих свойств органических кристаллов. Начиная с 2010 года появились мобильные устройства с экранами на основе OLED-технологии, а в 2013 году компания LG запустила продажу телевизионных панелей с использованием органических светодиодов[2].
Преимущества и недостатки OLED-дисплеев
Преимущества в сравнении c плазменными дисплеями[3]:
- меньшие габариты и вес;
- более низкое энергопотребление при той же яркости;
- возможность создания гибких экранов;
- возможность длительное время показывать статическую картинку;
Преимущества в сравнении c жидкокристаллическими дисплеями[3]:
- меньшие габариты и вес;
- отсутствие необходимости в подсветке;
- отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любого угла;
- мгновенный отклик;
- более качественная цветопередача;
- возможность создания гибких экранов;
- большой диапазон рабочих температур;
Недостатки[3]:
- маленький срок службы люминофоров некоторых цветов;
- как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев;
- дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц.
Перспективы развития
Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей, где есть реальные результаты:
PHOLED
Технология PHOLED, или Phosphorescent OLED, была разработана Universal Display Corporation (UDC) в сотрудничестве с Принстонским университетом и Университетом Южной Калифорнии. Функционирование PHOLED, как и всех OLED, происходит следующим образом: электрический ток подводится к органическим молекулам, которые в результате испускают яркий свет. Однако в PHOLED используется принцип электрофосфоресценции, что позволяет преобразовывать до 100 % электрической энергии в свет, в то время как традиционные флуоресцентные OLED преобразовывают приблизительно 25-30 %[4].
Благодаря такой высокой эффективности преобразования энергии, технология PHOLED находит применение в дисплеях больших размеров и ТВ-экранах. Перспективно использование PHOLED также и для освещения: если покрыть стены гигантскими PHOLED-панелями, то можно получить равномерное освещение во всём помещении, в отличие от лампочек, которые распределяют свет неравномерно. К преимуществам PHOLED-дисплеев можно отнести яркие, насыщенные цвета, достаточно долгий срок службы и малое энергопотребление[4].
TOLED
Технология TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) предоставляет возможность создавать прозрачные дисплеи и достигать при этом высокого уровня контрастности. Поскольку TOLED-дисплеи демонстрируют 70 % прозрачности в выключенном состоянии, их можно интегрировать непосредственно в лобовое стекло автомобиля, устанавливать на витрины магазинов или применять в шлемах виртуальной реальности[4].
Прозрачность TOLED позволяет использовать их совместно с такими непрозрачными подложками, как металл, фольга или кремниевый кристалл. Контрастность TOLED-дисплеев значительно улучшается за счёт использования поглотителя с низким коэффициентом отражения в их подложках. Для создания прозрачных OLED применяется стеклянная подложка. Над ней располагается просвечивающий ITO-анод, за которым обычно следуют аморфные органические слои и прозрачный катод[4].
SOLED
Технология STAKED OLED, была разработана компанией UDC. Архитектура, предусматривает вертикальное складывание подпикселей изображения (красных, синих и зелёных элементов в каждом пикселе) друг над другом, в отличие от их горизонтального расположения, свойственного ЖК-дисплеям или электронно-лучевым трубкам. В SOLED каждый элемент подпикселя может управляться независимо[4].
Цвет пикселя регулируется посредством изменения величины тока, проходящего через три цветных элемента, а яркостью управляют, меняя силу тока. Среди преимуществ SOLED выделяются высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, что обеспечивает хорошее разрешение и высококачественное изображение; в SOLED-дисплеях качество изображения в три раза лучше, чем в ЖКИ[4].
Перспективы и область применения
На данный момент спектр применения OLED-матриц уже весьма обширен. Органические светодиоды активно используются при производстве экранов для смартфонов и смарт-часов, плееров и ноутбуков, телевизоров и различной компьютерной техники. Помимо этого, подобные диоды прекрасно подходят для изготовления внешних жёстких дисков, амперметров, приборов измерения, автомобильных часов и аудиосистем, а также автомобильных приборных панелей, DJ-микшеров, E-сигарет и разнообразных носимых устройств. При этом стоимость внедрения данной технологии остаётся достаточно высокой. По оценкам экспертов, цена на OLED-технологии будет снижена уже в ближайшие годы. Ещё одним существенным аспектом является долговечность OLED-технологии[1].
Цена внедрения данной технологии пока остаётся высокой. Вместе с тем важно помнить, что любая новая разработка, впоследствии становящаяся массовой, изначально требует значительных затрат. Учёные уверены, что стоимость OLED-дисплеев снизится. Исходя из этого, можно сказать, что большинство пользователей будут иметь какое-либо устройство с такими органическими диодами[1].
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Органические светодиоды (OLED) в электрическом освещении. electricalschool. Дата обращения: 11 ноября 2025.
- ↑ 2,0 2,1 Подлесный А.О., Полякова О.С. Органические светодиоды как средство создания дисплеев нового поколения. — Красноярск, Россия.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Преимущества и недостатки органических светодиодов. studwood. Дата обращения: 11 ноября 2025.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Романова И. Органические светодиоды. Новые материалы, новые технологии. Электроника наука. Дата обращения: 11 ноября 2025.