Органический светодиод (OLED): принцип работы, преимущества и применение

Что такое органический светодиод (OLED). Как работает OLED-дисплей. Каковы преимущества OLED перед другими технологиями. Где применяются OLED-панели. Какие перспективы у OLED-технологии.

Что такое органический светодиод (OLED)

Органический светодиод (OLED — Organic Light-Emitting Diode) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Главная особенность OLED заключается в том, что его светоизлучающий слой состоит из органических соединений.

Структура OLED представляет собой «сэндвич» из нескольких слоев:

• Подложка (стекло или пластик)
• Анод
• Слой, проводящий дырки
• Эмиссионный слой
• Слой, проводящий электроны
• Катод

При подаче напряжения электроны движутся от катода к аноду через органические слои. В эмиссионном слое происходит рекомбинация электронов и дырок, сопровождающаяся излучением света.

Принцип работы OLED-дисплея

В OLED-дисплеях каждый пиксель состоит из нескольких органических светодиодов, излучающих свет разных цветов (обычно красный, зеленый и синий). Управляя яркостью свечения каждого светодиода, можно получить любой цвет пикселя.

Существует два основных типа OLED-матриц:

• PMOLED (Passive-Matrix OLED) — с пассивной матрицей управления
• AMOLED (Active-Matrix OLED) — с активной матрицей на тонкопленочных транзисторах

AMOLED-дисплеи обеспечивают более высокое качество изображения и меньшее энергопотребление, поэтому чаще используются в современных устройствах.

Ключевые преимущества OLED-технологии

Высокая контрастность и глубокий черный цвет

В OLED-дисплеях каждый пиксель светится самостоятельно и может быть полностью выключен. Это позволяет достичь практически бесконечной контрастности и идеально черного цвета. Какой максимальный уровень контрастности могут обеспечить OLED-панели? Лучшие образцы достигают значения 1 000 000:1, что на порядки превосходит показатели LCD-дисплеев.

Широкий угол обзора

OLED-экраны обеспечивают отличную видимость изображения практически под любым углом без искажения цветов и падения яркости. С какого максимального угла можно комфортно смотреть на OLED-дисплей? Качественные панели сохраняют четкость картинки даже при углах обзора близких к 180 градусам.

Высокая скорость отклика

Органические светодиоды практически мгновенно реагируют на изменение управляющего сигнала. Это обеспечивает отсутствие размытия движущихся объектов на экране. Какое время отклика имеют лучшие OLED-дисплеи? Современные панели достигают значений менее 0,1 мс, что в десятки раз быстрее LCD.

Низкое энергопотребление

OLED-дисплеи потребляют энергию только при отображении светлых участков изображения. Черный цвет достигается простым отключением пикселей. Насколько OLED эффективнее LCD по энергопотреблению? При отображении темных сцен разница может достигать 40-50% в пользу OLED.

Основные области применения OLED

Дисплеи для мобильных устройств

OLED-экраны активно используются в смартфонах, планшетах, умных часах и других портативных гаджетах. Какие преимущества дает OLED в мобильных устройствах? Высокая контрастность, насыщенные цвета, низкое энергопотребление и возможность создания изогнутых и гибких дисплеев.

Телевизоры

OLED-панели позволяют создавать сверхтонкие телевизоры с превосходным качеством изображения. Какие компании выпускают OLED-телевизоры? Основными производителями являются LG, Sony, Panasonic, Philips.

Системы освещения

OLED-панели можно использовать в качестве источников света. Они обеспечивают мягкое равномерное освещение без бликов. Где применяется OLED-освещение? В дизайнерских светильниках, автомобильных фарах, подсветке помещений.

Перспективы развития OLED-технологии

OLED-технология продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

• Повышение яркости и эффективности
• Увеличение срока службы (особенно для синих OLED)
• Снижение стоимости производства
• Разработка гибких и прозрачных OLED-дисплеев
• Создание печатных OLED-панелей большой площади

Какие новые применения могут появиться у OLED в будущем? Эксперты прогнозируют использование этой технологии в умных окнах, электронной одежде, гибких носимых устройствах.

Заключение

OLED-технология обладает рядом уникальных преимуществ, которые обеспечивают ей широкие перспективы применения в различных областях электроники. Несмотря на некоторые нерешенные проблемы, OLED уже занимает значительную долю рынка дисплеев и продолжает активно развиваться. В ближайшие годы следует ожидать дальнейшего распространения OLED-устройств и появления новых инновационных применений этой технологии.

Органический светодиод — это… Что такое Органический светодиод?

Схема OLED

Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) — органический светоизлучающий диод) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток.

Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели производство жидкокристаллических дисплеев.

1.5-дюймовый (3,8 сантиметра) OLED-дисплей медиаплеера Creative ZEN V

.

Принцип действия

Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

Схема 2х слойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Эмиссионный слой, 3. Испускаемое излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+)

Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.

[1]

Преимущества и недостатки

Преимущества

В сравнении c плазменными дисплеями

• меньшие габариты и вес
• более низкое энергопотребление при той же яркости
• возможность создания гибких экранов
• возможность длительное время показывать статическую картинку без выгорания экрана

В сравнении c жидкокристаллическими дисплеями

• меньшие габариты и вес
• отсутствие необходимости в подсветке
• отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любого угла
• мгновенный отклик (на несколько порядков выше, чем у LCD) — по сути полное отсутствие инерционности
• более качественная цветопередача (высокий контраст)
• возможность создания гибких экранов
• большой диапазон рабочих температур (от −40 до +70 °C^[2])

Яркость.

OLED-дисплеи обеспечивают яркость излучения от нескольких кд/м2 (для ночной работы) до очень высоких яркостей — свыше 100 000 кд/м2, причем их яркость может регулироваться в очень широком динамическом диапазоне. Так как срок службы дисплея обратно пропорционален его яркости, для приборов рекомендуется работа при более умеренных уровнях яркости до 1000 кд/м2.

Контрастность.

Здесь OLED также лидер. OLED-дисплеи обладают контрастностью 1000000:1^[3] (Контрастность LCD до 2000:1^{[источник не указан 1299 дней]}, CRT до 5000:1)

Углы обзора.

Технология OLED позволяет смотреть на дисплей с любой стороны и под любым углом, причем без потери качества изображения. Впрочем, современные ЖК дисплеи (за исключением основанных на TN+Film матрицах) также сохраняют приемлемое качество картинки при больших углах обзора.

Энергопотребление.

Сложно сравнивать что-либо по потреблению с ЖК, так как жидкокристаллическая ячейка ток не потребляет. Однако вспомогательные средства для обеспечения ее работы (драйверы, подсветка) могут потреблять весьма много или наоборот, очень мало — определяется задачами для которых предназначен тот или иной дисплей. Потребление OLED прямо пропорционально яркости и площади свечения.

Недостатки

• маленький срок службы люминофоров некоторых цветов (порядка 2-3 лет)
• как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев
• дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц

Главная проблема OLED — время непрерывной работы должно быть более 15 тыс. часов. Одна проблема, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии в мониторах и телевизорах, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причем время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня

[когда?] «синий» OLED всё-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов (примерно 2 года) непрерывной работы.

Дисплеям телефонов, фотокамер, планшетов и иных малых устройств этих показателей вполне достаточно в связи с быстрыми темпами устаревания аппаратуры и еë неактуальности уже через несколько лет. Средняя продолжительность непрерывной работы этих устройств составляет около 5 тысяч часов, поэтому OLED в них успешно применяется уже сегодня.

Можно считать это временными трудностями становления новой технологии, поскольку разрабатываются новые долговечные люминофоры. Также растут мощности по производству матриц.

Потребность в преимуществах, демонстрируемых органическими дисплеями с каждым годом растёт. Этот факт позволяет заключить, что в скором времени дисплеи произведëнные по OLED технологиям, с высокой вероятностью станут доминантными на рынке электроники народного потребления.

Применение

На сегодняшний день^{[когда?]} OLED-технология применяется многими разработчиками узкой направленности, например, для создания приборов ночного видения. Органические дисплеи встраиваются в телефоны, цифровые фотоаппараты, автомобильные бортовые компьютеры, коммерческие OLED-телевизоры, выпускаются небольшие OLED-дисплеи для цифровых индикаторов, лицевых панелей автомагнитол, карманных цифровых аудиопроигрывателей и т. д.

Объём продаж

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Рынок OLED-дисплеев медленно, но уверенно растёт. Основные производители: Samsung (27 %), Pioneer (20 %), RiTdisplay (18 %), LGE (18 %).

В данный момент ведётся разработка телевизионных OLED-систем. На сегодня единственные коммерческие OLED-телевизоры на мировом рынке пока выпускаются компанией Sony (~2 000 изделий в месяц.) К коммерческому производству готовятся Samsung, Toshiba, а также альянс компаний Matsushita Electric Industrial, Canon и Hitachi.

История

Французский учёный Андрэ Бернаноз (André Bernanose) и его сотрудники открыли электролюминесценцию в органических материалах в начале 1950-х, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким плёнкам красителя акридинового оранжевого и хинакрина. В 1960 году исследователи из компании Dow Chemical разрабатывали управляемые переменным током электролюминесцентные ячейки, используя легированный антрацен.

Низкая электрическая проводимость таких материалов ограничивала развитие технологии до тех пор пока не стали доступными более современные органические материалы, такие как полиацетилен и полипиррол. В 1963 году в ряде статей учёные сообщили о том, что они наблюдали высокую проводимость в допированном йодом полипирроле. Они достигли проводимости 1 См/см. К сожалению, это открытие было «потеряно». И только в 1974 году исследовали свойства бистабильного выключателя на основе меланина с высокой проводимостью во «включенном» состоянии. Этот материал испускал вспышку света во время включения.

В 1977 году другая группа исследователей сообщила о высокой проводимости в подобно окисленном и легированном йодом полиацетилене. В 2000 году Алан Хигер, Алан Мак-Диармид и Хидеки Сиракава получили Нобелевскую премию по химии за «открытие и развитие проводящих органических полимеров». Ссылок на более ранние открытия не было.

Первое диодное устройство было создано в 1980-х компанией Eastman Kodak.

В 1990 году в журнале Nature появляется статья учёных, в которой сообщается о полимере с зелёной светимостью и «очень высоким КПД».

Недавно^{[когда?]} был разработан гибридный светоиспускающий слой, в котором используются непроводящие полимеры с примесью светоиспускающих проводящих молекул. Использование полимера даёт преимущества в механических свойствах без ухудшения оптических свойств. Светоиспускающие молекулы имеют ту же долговечность, как и в первоначальном полимере.

Основные направления исследований и разработок

Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей, где на сегодняшний день есть реальные результаты:

PHOLED

PHOLED (англ.) (Phosphorescent OLED) — технология, являющаяся достижением Universal Display Corporation (UDC) совместно с Принстонским университетом и университетом Южной Калифорнии. Как и все OLED, PHOLED функционируют следующим образом: электрический ток подводится к органическим молекулам, которые испускают яркий свет. Однако, PHOLED используют принцип электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет. К примеру, традиционные флуоресцентные OLED преобразовывают в свет приблизительно 25-30 % электрической энергии.

Из-за их чрезвычайно высокого уровня эффективности энергии, даже по сравнению с другим OLED, PHOLED изучаются для потенциального использования в больших дисплеях типа телевизионных мониторов или экранов для потребностей освещения. Потенциальное использование PHOLED для освещения: можно покрыть стены гигантскими PHOLED-дисплеями. Это позволило бы всем комнатам освещаться равномерно, вместо использования лампочек, которые распределяют свет неравномерно по комнате. Или мониторы-стены или окна — удобно для организаций или любителей поэкспериментировать с интерьером.

Также к преимуществам PHOLED-дисплеев можно отнести яркие, насыщенные цвета, а также достаточно долгий срок службы.

TOLED

TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) — технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более высокого уровня контрастности.

Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает читаемость дисплея при ярком солнечном свете.

Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности. Также прозрачность TOLED позволяет использовать их с металлом, фольгой, кремниевым кристаллом и другими непрозрачными подложками для дисплеев с отображением вперед (могут использоваться в будущих динамических кредитных картах). Прозрачность экрана достигается при использовании прозрачных органических элементов и материалов для изготовления электродов.

За счёт использования поглотителя с низким коэффициентом отражения для подложки TOLED-дисплея контрастное отношение может на порядок превзойти ЖКИ (мобильные телефоны и кабины военных самолетов-истребителей).

По технологии TOLED также можно изготавливать многослойные устройства(например SOLED) и гибридные матрицы (Двунаправленные TOLED TOLED делают возможным удвоить отображаемую область при том же размере экрана — для устройств, у которых желаемый объём выводимой информации шире, чем существующий).

FOLED

FOLED (Flexible OLED) — главная особенность — гибкость OLED-дисплея. Используется пластик или гибкая металлическая пластина в качестве подложки с одной стороны, и OLED-ячейки в герметичной тонкой защитной пленке — с другой. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес, прочность, долговечность и гибкость, которая позволяет применять OLED-панели в самых неожиданных местах. (Раздолье для фантазии — область возможного применения OLED весьма велика).

SOLED

Staked OLED — технология экрана от UDC (сложенные OLED). SOLED используют следующую архитектуру: изображение подпикселей складывается (красные, синие и зеленые элементы в каждом пикселе) вертикально вместо того, чтобы располагаться рядом, как это происходит в ЖК-дисплее или электронно-лучевой трубке.

В SOLED каждым элементом подпикселя можно управлять независимо. Цвет пикселя может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока.

Преимущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.

Passive/Active Matrix

Каждый пиксель цветного OLED-дисплея формируется из трех составляющих — органических ячеек, отвечающих за синий, зелёный и красный цвета.

В основе OLED — пассивные и активные матрицы управления ячейками.

Пассивная матрица представляет собой массив анодов, расположенных строками, и катодов, расположенных столбцами. Чтобы подать заряд на определённый органический диод, необходимо выбрать нужный номер катода и анода, на пересечении которых находится целевой пиксель, и пустить ток. Используется в монохромных экранах с диагональю 2-3 дюйма (дисплеи сотовых телефонов, электронных часов, различные информационные экраны техники).

Активная матрица: как и в случае LCD-мониторов, для управления каждой ячейкой OLED используются транзисторы, запоминающие необходимую для поддержания светимости пикселя информацию. Управляющий сигнал подается на конкретный транзистор, благодаря чему ячейки обновляются достаточно быстро. Используется технология TFT (Thin Film Transistor) — тонкопленочного транзистора. Создается массив транзисторов в виде матрицы, который накладывается на подложку прямо под органический слой дисплея. Слой TFT формируется из поликристального или аморфного кремния.

Также идут разработки O-TFT (Organic TFT) — технологии органических транзисторов.

Перспективы развития

Ожидается, что на смену OLED-дисплеям могут прийти более эффективные и экономичные дисплеи TMOS (Time-Multiplexed Optical Shutter, «оптический затвор с временным мультиплексированием») — технология, которая использует инерционность сетчатки человеческого глаза.^[4]

Технологические события

Разработки Samsung и LG

• На выставке CES 2012, Samsung и LG представили телевизоры OLED с диагональю 55 дюймов толщиной 7,6 мм и 4 мм соответственно.^[5]

Разработки Sony

Sony XEL-1 (вид спереди) Sony XEL-1 (вид сбоку)

• В Лас Вегасе CES 2007, Sony представила 11-дюймовую (28 см, разрешение 1024 × 600) и 27-дюймовую (68.5 см, разрешение HD в 1920 × 1080) модели, с контрастностью «миллион к одному» и полной толщиной 5 мм. Sony выпустила коммерческую версию этих мониторов в Японии в декабре 2007.
• 25 мая 2007 Sony представила 2.5-дюймовый (6,3 см) гибкий экран FOLED, толщиной 0.3 миллиметра. Было продемонстрировано видео на согнутом экране.
• 16 апреля 2008 Sony представила дисплей OLED, толщиной 0.2 миллиметра и шириной 3.5-дюймов (9 см) с разрешением 320×200 пикселей и 11-дюймовый экран толщиной 0,3 мм с разрешением 960×540 пикселей.

Другие компании

Смартфон Nokia N85, анонсированный в августе 2008 года и поступивший в продажу в октябре 2008 года — первый смартфон от финской компании с AM-OLED дисплеем.

Клавиатура «Оптимус Максимус» (Студия Лебедева), выпущенная в начале 2008 г. (прототипы), использует 48×48-пиксельные OLED-дисплеи (10,1×10,1 мм), встроенные в клавиши.

OLED может использоваться в голографии с высокой разрешающей способностью (volumetric display). 12 мая 2007 года на ЭКСПО-Лиссабон было представлено трёхмерное видео (потенциальное применение этих материалов).

Органические светодиоды могут также использоваться как источники света. OLED находят применение как источники общего освещения (в ЕС — проект OLLA).

11 марта 2008 года GE Global Research продемонстрировала первый OLED, изготовленный в виде рулона.^[6].

Chi Mei EL Corp of Tainan (Корпорация Тайнаня) продемонстрировала на конференции в Лос-Анджелесе (20-22 мая 2008 года) 25-дюймовые низкотемпературные прозрачные кремниевые OLED.

Epson в 2004 году выпустила 40-дюймовый дисплей (успех можно объяснить тем, что технология производства таких дисплеев похожа на технологию печати в струйном принтере^{[источник не указан 1260 дней]}, а в этом деле компания имеет большой опыт).

Южнокорейский производитель электроники LG Electronics сообщил о планах компании по началу коммерческого производства и продаж первого массового 15-дюймового телевизора, созданного по технологии органических светоизлучающих диодов. LG стала первым в мире производителем, освоившим технологию OLED для массового производства^[7]. ^[8]

См. также

Примечания

1. ↑ R. H. Friend, R. W. Gymer, A. B. Holmes, J. H. Burroughes, R. N. Marks, C. Taliani, D. D. C. Bradley, D. A. Dos Santos, J. L. Brédas, M. Lögdlund, W. R. Salaneck, Electroluminescence in conjugated polymers, Nature 1999, 397, 121.
2. ↑ OLED  (рус.) (20 апреля 2006). Архивировано из первоисточника 15 февраля 2012. Проверено 7 января 2010.
3. ↑ Membrana: Созданы дисплеи для домашнего кинотеатра с контрастом миллион к одному (16 января 2006 г.)
4. ↑ На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS // NanoWeek, 27 октября — 2 ноября 2009г, No. 86
5. ↑ CES 2012: Samsung и LG показали самые большие в мире OLED-панели (11 января 2012 г.)
6. ↑ Органические световые панели теперь печатают как газеты (13 марта 2008 г.)
7. ↑ CyberSecurity.ru: В ноябре LG Electronics начнет продажи AMOLED-телевизоров (31.08.2009)
8. ↑ CNEWS о планах LG

Ссылки

Органические светодиоды, органический светодиод oled

Буквально недавно налобный фонарь Линза считался «ноу-хау». Но теперь ученые из Университета в Юте изобрели органические светодиоды, которые завоевывают все большую популярность у пользователей, привлекая внимание потребителя отличными эксплуатационными характеристиками. Создание эффективно работающего полупроводникового прибора с применением органических пленок, излучающих свет при прохождении электрического тока, получившего название органический светодиод OLED, является совершенно новой технологией, открывающей новые возможности в электронике.

Преимущества светодиодов OLED

По словам разработчиков новой технологии, органические светодиоды, при их определенной доработке, могут создавать световое излучение любого цвета, который можно менять, изменяя магнитное поле. Да и в сравнении с привычными кремниевыми полупроводниками, органический светодиод OLED отличается более высокой экологической безопасностью производства.

Как отмечают специалисты, OLED светодиоды имеют значительные преимущества перед традиционными полупроводниками:

• их производство дешевле;
• снижается загрязнение окружающей среды;
• светят они ярче, а свет равномерно распространяется по всей поверхности;
• их отличает низкое энергопотребление и высокий КПД;
• дисплеи на органических светодиодах имеют больший срок эксплуатации.

Применение OLED светодиодов

Новая технология нашла широкое применение в производстве устройств, которые предназначены для отображения информации. Благодаря их гибкости, применяя органические светодиоды для дисплеев, упрощается создание электронных устройств любой формы, даже самой замысловатой. Для производства дисплеев используются два вида OLED-матрицы:

• активная матрица на органических светодиодах;
• пассивная матрица на пленочных светодиодах.

Благодаря новой технологии стало возможным создавать телевизоры на органических светодиодах, заменяя плазменные и ЖК модели. Кроме значительного уменьшения толщины, новый дисплей позволяет любоваться изображением под любым углом, поскольку качество не ухудшается.

Хорошо себя зарекомендовали органические светодиоды для освещения:

• встроенные в потолок светильники любой формы;
• источники освещения с равномерным распространением света и возможностью менять его цвет;
• в качестве дополнительного дизайнерского инструмента, путем применения штор-экранов, гибких настенных картин.

Применяются OLED светодиоды и в производстве лицевых панелей автомагнитол, современных цифровых фотоаппаратов, телефонов. Samsung, Sony, Toshiba, LG уже взяли на вооружение новую технологию.

Технология oled освещения. Органические светодиоды, светильники, панели

На сегодняшний день уже более сотни компаний, как небольших, так и крупных, занимаются исследованием, разработкой и производством OLED-устройств, а обороты рынка уже исчисляются миллиардами долларов (в основном, за счёт OLED-дисплеев).

Проекты, лампы и светильники на основе oled панелей LG Chem

Большинство аналитиков склоняется к тому, что рынок OLED-устройств будет только расти в ближайшие годы. Рынок делится на три основных сферы: маленькие/средние дисплеи для мобильных устройств, большие дисплеи для телевизоров и осветительные устройства. Каждый из этих секторов с миллиардными оборотами.

Также органические светодиоды могут затрагивать на первый взгляд совершенно невообразимые для них сферы рынка, все это благодаря их потенциалу к гибкости и прозрачности.

Инновационная технология OLED уверенно занимает свое место на рынке освещения. Разработки и инвестиции в этом направлении находятся в приоритете у многих ведущих производителей.

Еще 10 лет назад LED-технология делала первые шаги в коммерческом направлении, а светодиоды широко использовались только как индикаторы. Сегодня весь мир переходит на светодиодные лампы, светильники и отдает предпочтение телевизорам, смартфонам, холодильникам и другой технике с LED-дисплеем. Однако индустрия движется вперед, и на рынок выходит инновационная технология OLED (Organic Light-Emitting Diode).

Это органические светодиоды, которые устроены по принципу многослойного сэндвича: несколько тонкопленочных структур помещены между электродами и излучают свечение при пропускании тока. Технология OLED активно развивается: ежегодно на 30 % повышается эффективность и на столько же снижается стоимость.

Преимущества

• Равномерная яркость

Современные OLED-устройства светят равномерно, без мелькания и ослепления. Они излучают яркость от 2-3 кд/м2, что подходит для ночной работы, до максимальных значений  – свыше 100 тыс. кд/м2. Данный показатель можно регулировать в широком динамическом диапазоне. Срок службы светильника обратно пропорционален яркости, потому рекомендуется установить умеренный уровень. При 1 тыс. кд/м2 устройство прослужит не менее 10 тыс. ч.

• Высокая контрастность

Дисплеи на базе органических светодиодов лидируют по контрастности среди других устройств  – ее предел достигает 1 000 000:1, в отличие от LCD-технологии, которая обеспечивает лишь 2000:1. Это обеспечивает хорошую читаемость информации с экрана телевизора или смартфона при солнечном свете. Показатель контрастности OLED в 50 раз выше, чем у LED.

• Угол обзора и цветопередача

Благодаря технологии OLED на дисплей можно смотреть под любым углом: качество при этом не изменяется. Цветопередача панелей на основе органических светодиодов более высокая в сравнении с предшественниками.

• Мгновенный отклик

Практически полное отсутствие инерционности обеспечивает мгновенный отклик при работе OLED-экрана. В новых телевизорах OLED TV скорость отклика более чем в 1 тыс. раз выше, в сравнении с остальными LCD и LED-панелями. Это позволяет получить максимально реалистичное отображение самых динамичных моментов фильма.

• Эффективность

Многие компании предлагают светильники, эффективность которых составляет около 25-40 лм/Вт, но этот параметр стремительно повышается. В скором времени будет возможно приобрести световые панели, способные производить 100 лм/Вт, а к 2015-2016 г. этот показатель достигнет 150 лм/Вт.

OLED: что это?

«Оrganic light emitting diode» или OLED – органический светоизлучающий диод.

Употребление слова «органический» в наименовании может ввести в заблуждение, поэтому стоит сразу уточнить, что данная технология не имеет ничего общего с растительным или животным происхождением.

Материалы, котрые используються при изготовлении OLED, являются продуктами органической химии (в их составе присутствуют углеродные соединения), именно по этой причине данный тип диода именован «Органическим».

Органический светодиод — твёрдый полупроводник, состоящий из тонкого слоя органического (углеродного) материала, генерирующего излучение, в ответ на электрический ток.

В OLED-панелях при похождении тока электроны двигаются от катода к аноду. Другими словами, катод «толкает» электроны в эмитирующий слой, а анод убирает их из проводящего слоя (что приводит к «дыркам» в этом слое). «Новые» электроны с эмитирующего слоя объединяются с дырками проводящего слоя, в результате чего образуются квазичастицы — экситоны. В процессе происходит освобождение фотонов, это и даёт такой световой эффект. Для того чтобы цвет излучения был разным, используют различные типы эмитирующих веществ. Интенсивность освещения регулируется силой тока.

Было проведено множество исследований (и они, несомненно, до сих пор проводятся), специалисты стремятся создать более эффективные материалы и конструкции. Эксперименты во всем: некоторые используют всего 2 слоя, а кто-то — все 10. Что касается материалов, всегда выбирается компромисс между цветонасыщенностью, прочностью и продуктивностью. Некоторые материалы для OLED дешевле в производстве или легче в использовании.

Краткая история развития технологии органических светодиодов в освещении

Электролюминесценция в органических  материалах была открыта французским ученым  Андрэ Бернанозом еще в 1950-х гг., спустя 10 лет  разработкой заинтересовалась компания Dow  Chemical. Но первое OLED-устройство было произведено лишь в 1980-х компанией Eastman Kodak. В 2000  г. А. Мак-Диармид, А. Хигер и Х. Сиракава были удостоены Нобелевской премии по химии за открытие и развитие токопроводящих органических полимеров. Сегодня разрабатываются несколько OLED-технологий: PHOLED, TOLED, FOLED, SOLED, Passive/Active Matrix.

Ниже представлен список основных исторических событий:

1950: Открытие осветительных свойств органических материалов

1987: В Eastman Kodak создано первое OLED-устройство

2008: В GE представлена первая в мире световая OLED-панель, произведённая с помощью техники печати «с рулона на рулон»

2008: В OSRAM представлена первая в мире OLED-лампа, было изготовлено всего 25 штук, которые были проданы по цене 25 000 евро каждая

2008: В Universal Display разработаны белые органические диоды с эффективностью 100 Лм/Вт

2008: В GE прекращается производство ламп накаливания, все силы направляются на разработки органических и неорганических диодов

2009: В Philips начинаются продажи световых OLED-панелей марки Lumiblade

2009: Компания OSRAM начинает продавать световые OLED-панели Orbeos

2009: Компания Samsung выпускает панели OLED освещения

2009: LG Chem присоединяется к гонке освещения OLED

2009: В Konica Minolta разработан план производства панелей для OLED освещения, планируемый объем продаж $ 1 млрд. по 2017/18 г.

2010: В Lumiotec запускают продажу световых OLED-панелей

2010: Компании Pioneer и Mitsubishi объединяют силы для производства световых OLED-панелей

2010: Novaled совместно с автопроизводителем разрабатывают OLED освещение — которое будет использоваться в качестве внутреннего освещения в автомобилях

2010: Компания Showa Denko K.K. (SDK) опубликовала бизнес-план. В 2015г. запланирован выпуск белых OLED панелей с эффективностью 80 Лм/Вт и сроком службы 40000 часов.

2010: Panasonic, Kaneka, Neoview-Kolon, Ledon – выпускают новые образцы белых OLED панелей.

2011: В Verbatim начинаются продажи световых OLED-панелей с регулировкой цвета (Velve)

2011: В Philips представляют панель Lumiblade Plus, наиболее эффективную панель (45 Лм/Вт)

2011: Philips инвестирует € 40 млн на увеличения мощностей производства OLED светильников.

2011: В Panasonic разработан самый эффективный белый органический светодиод (128

Лм/Вт)

2011: Kaneka принимает заказы на OLED квадратные панели в пяти цветах (теплый белый, красный, оранжевый, синий и зеленый). Панели будут регулируемой яркостью (в диапазоне от 1000 кд/м 2 до 5000 кд/м 2 ).

2011: OSRAM расширяет линейку OLED панелей Orbeos

2011: Konica Minolta начинает продажи OLED панелей под брендом Symfos

2011: OSRAM разработала самую эффективную гибкую OLED панель для освещения (32 Лм/Вт)

2012: Первая прозрачная световая OLED-панель поставляется компанией COMEDD

2012: LG Chem начинает массовое производство OLED панели с эффективностью 45 Лм/Вт, планирует выпуск более эффективных, гибких и прозрачных панелей

2012: Philips представляет новую функциональную OLED панель освещения с эффективностью 115 лм/Вт

2012: Выпуск первых прозрачные OLED панелей освещения Tabola OLED

2013: Panasonic разработала OLED панель с эффективностью 114 Лм/Вт

2013: В компании LG Chem заплонирован выпуск первых в мире гибких OLED панели освещения.

2013: NEC Lighting разработала наиболее эффективную панель OLED для освещения, 156 лм/Вт

2013: Philips, Merck и Audi разработала 3D OLED прототипы фар для Audi TT

2014: LG Chem выпускает крупнейшую в мире OLED-панель освещения размером 320×320 мм

2014: Konica Minolta объявила, что она начинает строить фабрику по производству гибких OLED панелей

2014: Konica Minolta разработала световую OLED панель, эффективность 139 Лм/Вт

2014: LG Chem сократили цены на панели OLED более чем на 60%;

Принцип действия OLED устройств

При подаче на анод «+» относительно катода напряжения поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. В эмиссионный слой ячейки с катода поступают электроны, а с анода – дырки. По факту перемещение дырок в эмиссионный слой означает тоже перемещение электронов (из эмиссионного слоя в материал анода), в результате которого в веществе-эмиттере возникают положительные заряды – «дырки». При встрече зарядов происходит их рекомбинация и возникает возбужденная частица – экситон, т.е пара электронов в возбужденном состоянии. Возвращение электронов в основное состояние сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения.

Устройство не будет функционировать при подаче на анод «-» относительно катода напряжения. В этом случае дырки движуться к аноду, а электроны – в обратном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит, ячейка при этом не разрушается. Более того, имеется информация, что периодически подаваемый обратный ток способствует повышению устойчивости устройства, поскольку при этом уничтожаются деффектные участки люминисцентных слоев. Таким образом следует , что для питания OLED может быть использован переменный ток, что упрощает конструирование приборов, рассчитанных на работу в привычной сети переменного тока.

Для высокой эффективности OLED необходимо соблюдение еще одного условия –обеспечение баланса зарядов в эмиссионном слое. Кроме того, для облегчения инжекции зарядов в прилегающие слои анод и катод покрывают ультратонкими слоями специальных неорганических или металлоогранических материалов.

Структура OLED

OLED-панели состоят из следующих компонентов:

основание: поддерживает всю панель

органические слои: основные материалы, составляющие конструкцию.

защитное покрытие (оболочка): внешняя плёнка, защищающая OLED панель от воздействия кислорода, влаги и прочих физических воздействий.

Основание

Есть три основных материала, из которых делают основания для OLED-панелей: стекло, металл и пластик.

На сегодняшний день OLED-панели помещены на стеклянное основание, так как оно очень практичное в использовании, прозрачное и обеспечивает хорошую защиту. Сейчас некоторые компании уже работают над разработкой специального стекла для органических светодиодов. Компания Corning уже изобрела такое стекло, которое назвали Lotus Glass, а в феврале 2012 года было создано совместное предприятие с Samsung по производству стеклянных панелей.

Использование стекла в данной отрасли имеет определенные недостатки: оно очень жёсткое, относительно толстое, тяжелое и не очень прочное. Пока некоторые компании (например, Corning) разрабатывают тонкое небьющееся стекло, следующее поколение OLED-панелей будет, скорее всего, выпускаться на пластиковом или металлическом профиле.

Пластик ударопрочен, его можно сделать и гибким, и прозрачным, и тонким. С гибким основанием из пластика можно использовать метод струйной печати «с рулона на рулон», который очень эффективен.

Производство такого специализированного пластика тоже не самый тривиальный процесс. Компания Samsung производит пластиковые (полимидные) основания, у неё есть заводы, на которых запланировано производство пластмасс для OLED-оснований.

Компания LG тоже заинтересована в пластиковых гибких OLED-компонентах, чтобы дать начало «небьющимся устройствам», и они объявили о старте производства, запланированного на 2013-2014 год.

Металлическая рама (которая вероятнее всего будет состоять из стали или алюминия) не будет прозрачной, однако будет обладает некоторыми интересными свойствами: высокопрочность, высокая теплопроводность, красивый внешний вид, что может быть особенно важно для световых OLED-табло. Металлические рамы также представляют собой хорошую защиту и могут крепиться на магниты в любое необходимое место.

Органические слои

Берется эмитивный OLED-слой и помещается между катодом (который вводит электроны) и анодом (который их убирает). Конечно, такая грубая первичная схема недостаточно эффективна, и современные устройства состоят из куда большего количества слоёв: некоторые компании используют более 10 слоёв в своих OLED-разработках. На рисунке ниже показан пример строения из семи органических слоёв.

Для создания качественного и долговечного устройства ценность имеет каждый слой. Некоторые компании (среди которых, Novaled) концентрируются только на не проводных слоях, функция которых заключается только в транспортировке и введении электронов.

Изоляция

Материалы, используемые для производства органических светоизлучающих диодов чувствительны к воздействию воды и кислорода, поэтому для их защиты необходимо ещё одно покрытие. Иногда этот финальный слой называют изоляцией или герметичным покрытием. В идеале изоляция должна быть достаточно прочной для обеспечения надёжной защиты, гибкой, дешёвой и не трудоёмкой. Ну и конечно же прозрачной.

На современном производстве органические светодиоды изолируются стеклом, это хороший защитный материал, который прост в использовании – стекло уже используется в LCD-панелях и в OLED-дисплеях в качестве задней панели. С другой стороны, стекло – не самый идеальный для этого материал, т.к обладает рядом минусов: твердое, относительно тяжелое, не прочное.

Несколько компаний работают над созданием изоляционных материалов. Это совершенно новые виды пластика и наноматериалов. Пластик нового поколения достаточно тонкий, гибкий и прозрачный, к тому же он способен обеспечивать необходимую защиту, при этом будет относительно недорогим по сравнению со стеклом.

У компаний лидеров, LG и Samsung на дисплеях их производства установлена не стеклянная изоляция. В 2010 году компания Samsung купила Vitex Systems, которая разработала технологию защитного покрытия Vacuum Polymer (VPT), кардинально решающую проблему деградации активной структуры органических светодиодов. Однако технология производства Vitex весьма сложная и затратная как по времени, так  и по стоимости . И все же, на сегодняшний день это самый разработанный технологический процесс, имеющийся в распоряжении Samsung.

В начале 2011 года компания Universal Display представила новую гибридную однослойную органическо-неорганическую технологию изоляции (под брендом UniversalBarrier). Компания сотрудничала с Flexible Display Center (FDC) в университете штата Аризоны. Уже к концу 2012 года было объявлено, что был получен «значительный прогресс», и уже назначался старт переговоров с некоторыми компаниями партнёрами (Samsung в том числе) по улучшению технологии. Разработчики из Universal Display до сих пор не могут расширить масштабы применения этой технологии (на сегодняшний день у них есть работающий девайс, способный охватывать площадь в 6 дюймов, однако этого все равно недостаточно для старта массового производства).

Изоляция (стеклянная или любая другая) намертво приклеивается с помощью эпоксида (или полимера).  Хороший эпоксид качественно клеится, у него низкая газопроницаемость, и он стойкий к воздействию химикатов, воды, тепла, пламени и растворителей.

Различные типы OLED

Молекулярная масса (малые молекулы против полимеров)

OLED-материалы делятся по молекулярной массе. Если масса меньше, чем 1,000 г/моль¯¹, то такие органические светодиоды называются маломолекулярными, а если больше – то полимерными (или макромолекулярными).

Макромолекулярные органические светодиоды – очень перспективны. Они не напыляются в вакуумной среде и распадаются в растворительной среде, так что их можно применять в технологии печати и ротационного отложения. Макромолекулы позволяют достичь улучшенной гибкости в химической «конструкции» и требуют меньше электрического напряжения по сравнению с микромолекулами. Некоторые специалисты предполагают, что недорогие OLED-телевизоры с широкой диагональю можно сделать только с помощью технологий печати, которые как раз доступны для макромолекул. Вообще, макромолекулы были открыты в Cambridge Display Technology (теперь они принадлежат компании Sumitomo Chemical), которая предоставляла лицензии на их использование таким компания, как DuPont, Merck и Seiko-Epson.

На самом деле, разработки в области микромолекул тоже далеко продвинулись. Вакуумное напыление – довольно самодостаточная технология, а сами материалы предлагают лучшую продуктивность и долговечность. Для справки: все производимые сегодня OLED-дисплеи (и световые панели) базируются именно на микромолекулах. Кроме того, в результате интенсивных разработок, проводимых компаниями Merck, DuPont и UD, растворимые микромолекулярные OLED-материалы встали почти в один строй с напыляемыми материалами.

Обрабатываемые раствором органические светодиоды

На сегодняшний день во всех OLED-дисплеях серийного производства использована технология вакуумного напыления. Некоторые материалы обрабатываются в растворе, а это значит, что их можно использовать вместе с раствором и напылять с помощью технологии печати или ротационного отложения (поэтому некоторые называют такие дисплеи «печатными»). Как уже упоминалось, макромолекулы лучше приспособлены к нахождению в растворе (раствор – это их естественная среда), чем малые молекулы.

Технологии печати и ротационного отложения считаются очень перспективными в плане снижения затратности (в сравнении с вакуумным напылением, которому требуется большое количество материала) что, в конечном счёте, может привести к снижению цены на целые OLED-панели. Проблема этих технологий заключается в том, что материалы, использующиеся для них хоть и дешевле, но никак не долговечнее и продуктивнее, а даже наоборот. Это связано с взаимодействием органических веществ и раствора. К тому же, технология печати ещё не до конца отработана. Далее о ней будет рассказано подробнее.

OLED: флуоресцентные и фосфорецентные

Эмитирующий OLED-слой (то есть слой, освобождающий фотоны, вследствие чего происходит излучение) может быть изготовлен из флуоресцентных и фосфорецентных материалов. Изначально у органических светодиодов было флуоресцентное излучение, однако эти материалы не так эффективны, так как максимальный теоретический коэффициент внутреннего квантового выхода равняется примерно 25% (то есть, примерно четверть высвобождаемой энергии является собственно светом). Фосфорецентные материалы более эффективны (с коэффициентом до 100%). Фосфорецентные OLED обычно совмещаются с металлоорганическим комплексом, содержащим атомы тяжёлых металлов (обычно это иридий). Взаимные реакции между атомами металла и органическими веществами выливается в более эффективную и долгую работу светодиодов.

Фосфорецентные диоды были открыты в Принстонском университете и университете Южной Калифорнии ещё в 1990 г. Корпорация Universal Display является владельцем независимого патента на этот материал и активно продвигает его. Уже общепринято, что для создания эффективного OLED-устройства нужно использовать фосфорецентные материалы.

Выходит, что создать долговечный фосфорецентный OLED-дисплей сложнее, чем флуоресцентный. Особенно это касается источников синего света. Можно также смешивать различные OLED-материалы (это относится к гибридным типам). К примеру, в Samsung берут красные фосфоресцентные источники и смешивают их с зелёными и синими флуоресцентными для создания активных матриц на органических диодах.

Зачастую с тремя схожими признаками: люминесцентный, флуоресцентный и фосфорецентный — возникает путаница. Люминесцентный материал, если в целом, излучает свет при низких температурах. Впрочем, это касается  флуоресцентных и фосфорецентных материалов. Последние два различаются во времени затухания излучаемого света, у фосфорецентных затухание медленное (порядка одной тысячной секунды, а у некоторых материалов, использующихся в наручных часах, период может достигать нескольких часов), что касается флуоресцентных материалов, то время сокращается до пары десятков наносекунд.

OLED-панели: прямая эмиссия и светофильтры

В классическом варианте OLED-светильника используются 3 типа подпикселей (красный, зелёный и синий, то есть, RGB-смешивание) для создания полноцветности. Такие OLED-панели обычно считаются панелями с прямой эмиссией, так как свет, излучаемый органическими диодами, не проходит через фильтры.

Существует ещё один вид архитектуры OLED-панелей, суть которой заключается в том, что используются белые OLED-подпиксели, а их свет пропускается через фильтры. Такое смешивание сокращают аббревиатурой WRGB (впервые разработанное компанией Kodak, а в настоящее время принадлежащее корпорации LG). Как можно догадаться, в этом случае смешиваются три цвета плюс дополнительный белый цвет, который не проходит через фильтры. Добавление дополнительного белого цвета обеспечивает повышенную яркость цветных OLED панелей.

Белые органические светодиоды на самом деле получаются в итоге смешивания разных OLED-источников. Есть 2 варианта: смешивание красного, зелёного, синего цвета или синего с жёлтым.

Например, WRGB-панели от LG используют вторую опцию: смешивание жёлтого и синего цвета. К слову, жёлтый является фосфорецентным источником.

Сложенные органические светоизлучающие устройства

Ещё одна возможная архитектура OLED-дисплеев заключается в помещении красного, зелёного и синего слоёв прямо друг на друга, а не линейно. Это имеет смысл, так как OLED-материалы прозрачны по своей природе. Это решило бы проблему структурирования. Технология получила название «сложенная».

У классического OLED дисплея на сложенных органических светодиодах все три цветных слоя наложены друг на друга; что означает — излучаемый свет белый.  Для многоцветной RGB OLED дисплея три одноцветных слоя R,G,B разделены прозрачными электродами: так осуществляется отдельный контроль каждого слоя. Свет на выходе получается от отдельных светоизлучающих элементов.

Прозрачное или непрозрачное основание?

Конструкция считается непрозрачной, когда стандартный OLED-дисплей обязательно включает светоотражающий катод и прозрачный анод (обычно из оксида индия и олова), а свет проходит через стеклянное основание.

Второй вариант предполагает применение прозрачного катода (тоже изготовленного из оксида индия и олова) и светоотражающего анода, который отражает испускаемый свет в обратном направлении.

Если и катод, и анод удастся сделать прозрачными, получится уже двухэмиссионная архитектура с прозрачными органическими диодами, где свет будет излучаться в обоих направлениях (то есть свет будет исходить с двух сторон).

От недостатков никуда не деться: неметаллический катод менее эффективен и не позволяет использовать технологию вывода излучения, как в дисплеях с непрозрачным основанием.

Ламбертовское OLED-устройство

В целом все OLED-устройства являются ламбертовскими, если подробнее, то свет излучается ими во все направления. Это очень неплохо для световых табло, но весьма неудобно для телевизоров, которым требуется рассеивание света на угол 180º. Получается, что половина излучаемой подсветки буквально уходит в никуда.

Для телевизоров в некоторых конструкциях применяются рефлективные электроды, они отражают часть света в нужном направлении. В других используют микрорезонаторную структуру, которая обладает более узким эмиссионным спектром и направляет большее кол-во излучения в нужное направление.

Есть одно занимательное исследование, задействующее микролинзы на органических светодиодах. Идея состоит в том, чтобы создать маленькие аккуратные полусферы (несколько микрометров в диаметре), а сверху напылить органические материалы. Таким образом предпологается, что OLED-панель сможет выдавать ещё больше света.

Как производят OLED-устройства

Изготовление полимерно-органической панели весьма непростая задача, которая происходит в несколько этапов: подбор и очистка основания, изготовление задней панели, наложение и компоновка органических слоёв, изоляция дисплея.

Для основания, задней панели и изоляции техника производства не является эксклюзивной для OLED-устройств.

Производство световых OLED-панелей

Чаще всего световые OLED-панели похожи на большие белые экраны, которые состоят из одного единственного огромного пикселя. Такое устройство экрана исключает необходимость компоновки пикселей и подпикселей, что упрощает процесс производства и даёт более широкие возможности для производства. Для световых органических панелей двумя приоритетными характеристиками являются световая температура (цвет) и эффективность лм/вт.

Разумеется, у производства световых панелей свои характерные проблемы. Ток органического светодиода проходит по краям панели, и когда питание устремляется к центру экрана, появляется эффект ореола. Это происходит по причине передвижения электронов в органических слоях. Чем дальше от источника питания, тем менее яркой будет панель. Если внимательно посмотреть на картинку, можно различить этот самый эффект ореола.

Компании, занимающиеся OLED-освещением, упорно работают над устранением этого дефекта. Самым простым решением этой проблемы было бы создание более мелких микросхем внутри светодиода, но тогда появляются довольно заметные «соты» на поверхности, как на панели от OSRAM’s Orbeos на рисунке ниже.

Другое решение – пикселизация экрана, или просто конструкция, состоящая из нескольких более мелких панелей.

Наложение и компоновка

Полимерно-органический дисплей состоит из нескольких слоев, и в некоторых случаях можно складывать слои, которые были обработаны разными методами, такими как вакуумное напыление, лазерная компоновка, струйная печать и др.

Вакуумное напыление и теневая маска

Технология вакуумного напыления или точнее вакуумно-термического напыления заключается в том, что органические молекулы помещаются в вакуумные камеры, где происходит их нагревание, затем парообразование и, наконец, конденсация на охлаждённое основание. Для формирования органического слоя пикселей необходимо использовать маску. Такая маска называется прецизионной металлической или просто теневой и представляет собой очень тонкий металлический слой с отверстиями под пиксели.

Эта технология является самой разработанной на сегодняшний день, и все AMOLED-дисплеи сейчас производятся с ее применением. Вакуумное напыление имеет 3 серьёзных недостатка.

Прежде всего, этот метод не так эффективен, так как большинство органических молекул оседает на стенках вакуумной камеры или маски. Даже несмотря на то, что некоторые материалы можно перерабатывать и использовать заново, технология вакуумного напыления все равно довольно затратна.

Специалисты компании Samsung разработали новый уникальный метод, который назвали технологией малых сканирующих масок и который полностью заменил предыдущий. Суть метода в том, что маска подвешивается и неподвижно закрепляется, но основание двигается. Это значит, что маска может быть меньше, так как ей не нужно покрывать всю поверхность подложки. В Samsung заявили, что этот метод позволит изготавливать дисплеи на подложке 8-го поколения с использованием все того же вакуумного напыления. До недавнего момента специалисты Samsung разрезали основание на 4 части перед тем, как наносить на него OLED-материалы. С появлением технологии малых сканирующих масок эта нужда отпала, так что эффективность производства повысилась.

Лазерное нанесение

Как можно догадаться из названия, это технология нанесения полимерно — органических материалов с помощью лазера. Сначала органический материал посредством вакуумного напыления наносится на плёнку, которую ещё называют донорской, плёнка в свою очередь помещается на основание.  Далее применяется лазер, который разогревает материал и переносит его на основание.

У этой технологии есть несколько методик, одна из которых называется лазерной термопечатью. Лазер действует намного точнее, чем вакуум (точность 2,5 мкм). Также этот метод более применим к крупномасштабным дисплеям, поэтому компания Samsung планирует заменить им все остальные применяемые технологии масок.

Лазерный метод, однако, все еще затратный по используемым материалам, так как часть с вакуумным напылением никуда не делась, но эти материалы проще других перерабатывать.

Важно не спутать два схожих метода: лазерного нанесения и лазерной кристаллизации. Суть второго метода заключается в том, что для превращения аморфного кремния в уже известный нам низкотемпературный поликристаллический кремний используется эксимерный УФ-лазер.

Технология струйной печати

Здесь для напыления берутся материалы, обработанные особым раствором, и распыляются на основании как при обычной струйной печати. Этот специальный принтер очень аккуратно и быстро напыляет, благодаря чему этот метод считается относительно эффективным и перспективным в масштабировании.

Сразу несколько компаний работают над технологией струйной печати, но производство таких дисплеев начнётся ещё не скоро. Основной задачей является создание быстросохнущих чернил. Над этим сейчас упорно работает компания Kateeva.

Помимо этого требуются достаточно эффективные и надёжные OLED-материалы, обрабатываемые в растворе. Полимерные OLED-материалы тоже пригодны для обработки в растворе, и они легко могут быть адаптированы для печати, а также возможно создание микромолекул, которые можно распылять. На самом деле несколько компаний (таких, как Merck, UDC и DuPont) уже заявили о прорывах в области разработок растворимых микромолекулярных OLED-материалов и даже о том, что они встали в один ряд с распыляемыми молекулами, так что можно сказать, что эта задача все-таки решаема.

Аэрографная печать

Компания DuPont совместно с Dai Nippon Screen разработала метод нанесения, который они назвали аэрографной (или распылительной) печатью. Разница со струйным методом в том, что тут чернила вылетают непрерывным потоком, а не каплями.

Печать с рулона на рулон

Очень перспективный метод производства, так как он может оказаться наиболее дешёвым в изготовлении крупноформатных дисплеев (особенно это актуально для производства световых панелей). Гибкое основание из металла или пластика сворачивается в рулон, который можно сделать длинным до бесконечности. Компоновка производится разными способами, среди которых струйная печать. Некоторые компании (в частности GE) ведут активные разработки в этом направлении.

Вообще, специалисты из GE работают над этим ещё с 2003 года. А в 2007 году у компании наблюдались довольно высокие коэффициенты дефектности (с производства выходило только 65% изделий), но вскоре проблему устранили, и выход производства составил 90-95%. Другой трудоёмкой задачей для научных сотрудников оказалась изоляция. Чтобы решить проблему, они придумали гибкие высокобарьерные слои — плёнки (с применением улучшенной технологии паро-химического напыления), которые были прозрачными и хорошо клеились. В GE абсолютно уверены: к 2015 году они уже смогут печатать OLED-дисплеи, которые будут одновременно недорогими и эффективными.

Ротационное отложение

Основание вращается на высокой скорости, а жидкая форма OLED-материалов разбрызгивается на него. Центробежная сила равномерно распределяет их на поверхности. Основание крутится в горизонтальной плоскости, как пластинка в граммофоне, на который кстати, эта центрифуга чем-то похожа. Этот прибор может использоваться на очень тонких плёнках, но, как и вакуумному напылителю, ей требуется дополнительное количество материалов, так как их часть может отложиться на края основания.

Шлицевой метод нанесения

В специальном контейнере содержатся органические материалы в жидком состоянии, затем в камере происходит перепад давления, что отделяет их от воды и переносит на подвижное основание. Это очень простой и действенный метод, который применяют при нанесении покрытий, в результате которого получаются длинные одинаковые полосы. Способ позволяет быстро наносить покрытия на движущиеся подложки.

Печать органическим паром

Технология нанесения органическим паром была открыта компанией Universal Display и Принстонским университетом. В камеру с низким давлением помещаются молекулы органических полимеров, которые под влиянием внутреннего инертного газа, например азота, переносятся на основание. Далее компания Universal Display передала патент на эту технологию фирме Aixtron, которая производила стандартное и экспериментальное оборудование для научных разработок. По словам специалистов Aixtron, метод печати органическим паром более точен и продуктивен, чем технология вакуумного напыления. Несмотря на это, метод пока не применяется в серийном производстве.

В Universal Display была ещё одна разработка: способ струйной печати органическим паром. Проще говоря, это гибридная технология нанесения органическим паром и струйной печати.

Органические материалы выпариваются в маленькой камере, а потом накладываются через крошечные распылители. Таким образом, создаётся прицельные струи газа, направленные на основание. По мнению разработчиков, это точная и действенная технология.

Характеристики OLED-устройств

Для оценки эффективности работы OLED-устройств применяется более 10 параметров, перечиленных ниже.

Энергетическая эффективность OLED

Для  устройств светодиодного освещения энергетическая эффективность выражается в единицах люмен на Ватт (Лм/Вт) и принята в качестве основной. Именно этот параметр учитывается прежде всего при оценке достигнутого уровня и планирования развития светодиодной индустрии. Данный показатель современных светодиодов (LED) составляет 100 Лм/Вт. На лабораторном образце белого светодиода компания Nichia Corp. получила эффективность 150 Лм/Вт при постоянном токе 20 мА. Вычисление теоритического предела эффективности по мощности представляет некоторые трудности из-за множественности взаимосвязанных параметров, влияющих на эффективность источника излучения. По этой причине велечины теоритической максимальной эффективности, приводимые разными источниками, сильно разнятся между собой: 360,370 и 683 Лм/Вт. Лучший результат по эффективности, полученный на лабораторном образце OLED, уже сегодня превышает 180 Лм/Вт.

Яркость свечения

Яркость свечения измеряется в канделах (кд/м²), является самой распространенной и простой характеристикой OLED-устройств.

Напряжение включения и рабочее напряжение

Среди параметров, характеризующих работу OLED-устройств, часто упоминается напряжение включения и рабочее напряжение. Данные величины позволяют определить суммарную проводимость органических слоев и оценить люминисцентную эффективность эмиссионного слоя.

За напряжение включения принято считать напряжение, при котором яркость свечения светодиода достигает 1 кд/м² или плотность потока достигает 0,1 мА/см². Обе величины легко определяются при регистрации вольт-яркостных и вольт-амперных характеристик светодиода.

Рабочее напряжение не имеет четкого определения, хотя этот параметр, для эксплуатации OLED наиболее важен. В большинстве случаев показатель соответствует напряжению, при котором достигается оптимальная яркость и эффективность (люминисцентная, токовая, энергетическая). Для лабораторных светодиодов рабочее напряжение имеет границы от 3 до 40 В. Приемлемый диапазон находится в пределах 3-5 В, что необходимо для их долговременной работы. Такие значения обусловлены параметрами современных электронных систем, в которые интегрируются OLED. Кроме того, с точки зрения энергопотребления использование низких рабочих напряжений весьма существенно.

Цвет свечения

Использование OLED для освещения накладывает дополнительные требования на спектр электролюминисценции. Необходимо получить не просто белый цвет, а цвет, который удовлетворяет жестким медико-биологическим стандартам. В противном случае освещение будет приводить к нарушению восприятия окружающих предметов, а также к тяжелым психологическим проблемам, стрессам и даже офтальмологическим проблемам.

Срок службы OLED — устройств

Все OLED-девайсы когда-нибудь сталкиваются с выгоранием яркости, если конечно они не будут заменены раньше пользователем на более современную, усовершенствованную модель. Когда органические светодиоды были открыты, их излучение продолжалось буквально несколько секунд, и уже тогда учёные поняли, что недолговечность этих устройств будет одним из самых существенных минусов. Эксплуатационный ресурс считается близким к завершению, когда яркость дисплея выгорает наполовину (это ещё называют периодом полужизни). Как правило, когда яркость составляет 70% от первоначальной , эксплуатацию завершают.

За прошедшие несколько лет наблюдается скачок в развитии этих материалов.

Компания Universal Display представила новый материал – P2OLED. Их продуктивность была следующая: 176 000 часов для зелёного цвета, 126 000 — для красного и 8 000 – для светло-синего.

На рисунках ниже показано, насколько быстро развивалась технология P2OLED специалистами компании UDC.

Синие фосфорецентные OLED-элементы более эффективны, чем их флуоресцентные собратья, но они не так надёжны (срок их эксплуатации ниже). К счастью, OLED-компоненты можно комбинировать (это относится к гибридным органическим диодам): например, в Samsung используют красные PHOLED вместе с флуоресцентными голубыми и зелёными (было объявлено, что компания собирается перейти на зелёные  PHOLED-элементы в некоторых линейках продуктов для повышения эффективности). Другое возможное решение этой проблемы заключается в том, что можно использовать более крупный синий подпиксель (который будет больше зелёного и красного подпикселя), понизить его яркость (и он будет таким же ярким, как зелёный и красный подпиксель), таким образом, срок эксплуатации увеличится. Компания Universal Display предложила новый тип архитектуры, где светло-синий подпиксель добавляется к классической структуре RGB (то есть, имеются 4 различных цвета: красный, зелёный, светло-синий и темно-синий или RGBB). Эта новая технология, подходящая  кстати, как для световых дисплеев, так и для телевизоров, позволит внести существенные изменения в направлении эффективности и сроков эксплуатации, считают специалисты из UDC.

Если взять мультицветный световой дисплей, то срок службы синего цвета ограничится сроком службы всего дисплея, а это уже 20 000-50 000 часов. Конечно, это ещё зависит от способа использования, какие цвета будут чаще использоваться. К примеру компания LG Display ставит для своих OLED-телевизоров с диагональю 55 дюймов срок эксплуатации, равный 30 000 часов: это более 10 лет, если смотреть его по 8 часов каждый день.

Как уже было сказано, яркость со временем выцветает, также появляется проблема приработки (это относится и к плазменным экранам, и к старым дисплеям на электронно — лучевых трубках). Если на дисплее устройства, которым вы пользуетесь, подолгу отображается какая-нибудь иконка или значок (например, индикатор заряда батареи или сети на телефоне), пиксели на этом месте выгорят быстрее и со временем они станут менее яркими. Решением этой проблемы может стать создание графического пользовательского интерфейса, который уменьшит влияние этих негативных факторов (стабилизирует использование пикселей). Существуют технологии внешней компенсации, которые отслеживают работу отдельных пикселей (или подпикселей).

Температура цвета. Шкала Кельвина

Цветовая температура определяет спектральный состав излучения источника света. Также это отражение объективности восприятия света человеком.

Любой предмет в нашем мире имеет определенную температуру, выше абсолютного ноля, соответственно присутствует тепловое излучение. Единица измерения данного параметра, была предложена в 1848 году William Thomson (он же лорд Кельвин), официально утверждена в Международной системе единиц (СИ) и как водится названа в его честь.

Все начинается с ноля  в том числе и световое излучение. Существует такое понятие как абсолютно черное тело — идеализированный объект, поглащающий все падающее на него излучение и ничего не отражающий. Все объекты излучают тепло, какие то лучше какие то хуже, в зависимости от условий, именно поэтому применяют модель черного тела являющуюся «идеальным тепловым излучателем».

Цвет абсолютно черного тела в зависимости от температуры нагревания.

• Начало отсчета начинается с «0» Кельвин – это и есть абсолютный ноль температуры .
• При нагреве до 800 К мы уже видим слабое красное свечение абсолютно черного тела.
• Повышая температуру мы получаем более насыщенный красный свет, т.е условно говоря красному цвету соответствует температура 1300К
• При 2000К мы увидим оранжевый оттенок , схожий с цветом угольков в костре или пламенем свечи.
• Желтый цвет соответствует температуре 2500К
• Белый цвет 5500 К похожий цвет свечения солнца в 12.00 по полудню
• Голубой спектр  9000К , нагреть тела до такой температуры или выше можно только в лабораторных условиях

Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой

Диаграмма цветности

Существуют 3 базовые цветности света: ˂ 3300К теплый-белый, 3300-5000К нейтральный-белый и ˃ 5000К белый.

Для светодиодных источников света существует более широкая цветность света: теплый белый, дневной белый, белый, холодный белый

Индекс цветопередачи

Необходимость во введении CRI была вызвана тем, что 2 различных источника освещения могут иметь одинаковую цветовую температуру, но отображать цвета по-разному.

Для каждого человека восприятие того или иного цвета весьма субъективное. То есть можно сказать, что «название» цвета не более чем, соглашение между людьми называть его именно так, к примеру «желтый». Корректное цветовое восприятие – больше психологический процесс, нежели физический. С этим связана необходимость объективной количественной формы передачи цвета.

Индекс цветопередачи CRI (Color Rendering Index)  является количественной мерой способности источника света для воспроизведения цвета различных объектов по сравнению с идеальным или источником света природного происхождения. Видимый свет отличается своим оттенком, видимые предметы своей четкостью. Основными параметрами, отвечающими за данные характеристики, считается индекс цветопередачи и цветовая температура.

Источники с одинаковой цветностью излучения (такие, как OLED) могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого ими света.

В зависимости от места установки источника света (OLED) и выполняемой им задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном освещении).

Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются  с помощью различных степеней «общего коэффициента цветопередачи» Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естесственного цвета тела к видимому цвету этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения Ra фиксируется сдвиг цвета с помощью эталонных цветов (указанных в стандарте DIN 6169), который наблюдается при направлении света тестируемого или эталонного источника света на эти эталонные цвета.

Чем меньше отклонение цвета света тестируемого OLED от эталонных цветов, тем точнее будет восприятие цветопередачи. Источник света с показателем цветопередачи Ra=100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Потребление электроэнергии OLED-устройствами

Эффективность OLED-панелей будет выше, чем у обычных малоразмерных флуоресцентных ламп, однако они, возможно, не станут эффективнее LED-панелей. Хотя современные OLED-панели ещё не достигли своего уровня.

Температурный диапазон работы

Современные OLED-приборы способны нормально функционировать при температурах

-40…+80°С.

Деградация OLED

Органические светоизлучающие устройства в условиях эксплуатации, постепенно снижают свои рабочие показатели: снижается яркость, искажаются цвета, изменяется напряжение и сила тока. Эти изменения определяют время жизни  светодиода. Следует отметить , что изменения характеристик устройства может происходить и в неработающем состоянии, однако при пропускании тока процессы разрущения значительно ускоряются. Полная деградация в некоторых случаях заканчивается в течении нескольких часов или даже минут, но может протекать и длительный период – десятки и сотни тысяч часов. Принято различать три основных механизма выхода из строя OLED: появление и развитие темных пятен (нелюминисцирующих участков) на светящейся поверхности диода, электрический пробой и внутренняя деградация, выражающаяся в прогрессирующем понижении яркости и изменении цвета эмиссии.

Появление и постепенное расширение темных пятен объясняется несколькими причинами, одной из которых является локальное расслоение катода и прилегающего органического слоя. Такой деффект, в свою очередь, может быть следствием плохой адгезии катода к материалу соседнего слоя, попаданием механических загрязнений при напылении катода, выделением газа или летучих веществ из органического слоя в результате электрохимических реакций или локального нагрева при пропускании тока. Причиной расслоения могут быть также изменения в органическом слое в виде появления крупных зерен, приводящие к нарушению контакта в интерфейсе органический слой/катод. Существенной причиной появления неэмиссионных участков являются химические реакции катодного металла и органического вещества с кислородом и влагой воздуха, способными проникать в OLED-дисплей. С меньшей вероятностью, но тем не менее реальной причиной появления темных пятен может быть вода на поверхности анода, сохраняющаяся даже после тщательного высушивания. Темные пятна иногда объясняются существованием в органических слоях микроканалов с повышенной проводимостью, возникающих в результате нарушения структуры материала или из-за примесей. Повышенный ток в точке канала приводит к местному разогреву и далее к разрушению вещества и потере светимости. Простым и практически единственным способом защиты от появления темных пятен является (кроме использования высокочистых материалов и тщательного выполнения сборки) капсуляция устройства, то есть изоляция рабочих слоев и электродов от окружающей атмосферы. С этой целью всю конструкцию светодиода покрывают слоем полимера или плотного вещества, например нитрида кремния, который может быть напылен в вакууме. Для устройств со стеклянной несущей основой практически всегда используется метод заклеивания, при котором сэндвичевая структуа OLED покрывается вторым стеклом в инертной атмосфере и оба стекла склеиваются по периметру. Технология капсулирования хорошо отработана, и проблема считается решенной.

Причины электрического пробоя или короткого замыкания между электродами, приводящего к немедленному прекращению свечения, тоже кроются в присутствии деффектов в органическом материале. Через дефектные участки начинает протекать повышенный ток, материал в этой точке разогревается и плавится или разлогается, приводя к образованию короткого замыкания. Установлено, что использование переменного тока значительно снижает вероятность пробоя.

Деградация проявляется как постепенное и ровное понижение яркости или искажение цвета всей светящейся площади OLED.  В отличии от электрического пробоя и потемнения за счет темных пятен третий путь разрушения светодиода не зависит от внешних факторов, а определяется природой материалов, входящих в состав устройства.  Одной из основных причин ухудшения показателей устройства, так же как и в первом случае, является фазовая нестабильность органических материалов. Появление участков с более крупными кристаллами приводит к понижению зарядопроводящих свойств слоя, нарушению контакта между органическими слоями.

Среди эмиссионных материалов, генерирующих три основных цвета — красный, зеленый и синий, особенно низкой устойчивостью отличаются синие люминофоры. В связи с этим поиски новых устойчивых голубых эмиттеров были и остаются особенно актуальными.

Экологичны ли OLED-материалы?

OLED-дисплеи и панели могут быть очень эффективными, но экологичны ли они?

Тяжёлые металлы: в OLED-материалах не содержится никаких вредных или токсичных элементов типа ртути, их легко утилизировать и перерабатывать. Фосфорецентные OLED-материалы содержат тяжёлые металлы (иридий), но они нетоксичны и их количество крайне мало.

Транспортировка: OLED-панели очень тонкие и лёгкие. Например, OLED телевизор LG с диагональю 55 дюймов всего 4 мм толщиной и весит 3-5 кг. Это значит, что для транспортировки OLED-панелей в сравнении с ЖК потребуется меньше ресурсов, что нанесет меньше вреда окружающей среде.

Освещение на базе органических светоизлучающих диодов

Возможно, что органические светоизлучающие диоды — будущее всего освещения, технология, которая позволит создавать тонкие и сверхэкономичные световые панели. Также эти удивительные полимерные материалы предлагают настоящее раздолье для воображения дизайнеров: их можно сделать прозрачными, гибкими или вовсе меняющими свой цвет, как хамелеон.

Свойства освещения органических полимеров изучались в лабораториях крупнейших мировых компаний (включая OSRAM, GE и Philips), а также десятками небольших. Световые панели из органических полимеров всё ещё довольно сложны в производстве и недостаточно эффективны, но технология развивается. Некоторые световые панели уже можно увидеть в продаже: они предназначены как для экспериментальных установок, так и для световых инсталляций премиум класса.

Первая OLED-лампа была представлена известной компанией Osram в 2008 году. Лампа, дизайном которой занимался Инго Мауэр, содержала 10 OLED-панелей, а всего таких ламп было изготовлено 25 штук, каждая стоила 25 000 евро. На сегодняшний день такие лампы могут предложить несколько компаний, цена самой недорогой из них составляет около 500 долларов.

В 2009 году компания Philips стала первой, кто представил световые OLED-панели под брендом Lumiblade. Эти панели в основном пользуются спросом у дизайнеров, которые экспериментируют с новыми технологиями. Хотя, они используются и при создании световых инсталляций высокого класса: к примеру, компания Aston Martin не поскупилась и купила около 800 панелей марки Lumiblade для украшения своей выставки в Великобритании — все панели крепились к потолку.

Среди компаний, предлагающих образцы световых OLED-панелей, можно выделить следующие: Philips, OSRAM, Lumiotec, LG Chem, Panasonic Idemitsu OLED Lighting, Verbatim и Konica Minolta. Большинство панелей несгибаемые и на стеклянной подложке, зато они наконец-то стали прозрачными и некоторые даже с регулируемым цветом. Наверное скоро в продаже мы увидим первые гибкие модели.

Самая большая световая OLED-панель была создана при участии сразу нескольких корпораций, среди которых Philips, OSRAM, Novaled и Fraunhofer IPMS. Размеры панели  33×33 см (площадь активной области 828 см², светосила 76%), её световой поток 25 люмен на ватт при яркости 1 000 кандел на м². Самая большая световая OLED-панель, которую можно купить, продаётся под брендом Lumiotec. Её размеры 15х15 см. Световой поток самой яркой панели равняется 60 люмен на ватт — почти как у компактной люминесцентной лампочки (у них обычно от 50 до 70 люмен на ватт). У компании Panasonic получилось создать очень эффективную панель со световым потоком 128 люмен на ватт. А американская компания DoE планирует к 2020 году повысить значение светового потока до 150-170 люмен на ватт.

Многие продаваемые на сегодняшний день световые OLED-панели можно считать прототипами: они дорогие, производятся ограниченными выпусками, не гнутся, так как крепятся на стеклянную подложку и не достаточно эффективны. Настоящее серийное производство этих панелей всё еще остается вопросом нескольких лет до тех пор, пока компании, занимающиеся его решением, не придумают, как снизить цену, увеличить масштаб и повысить эффективность. Скорее всего, это произойдёт к 2015-2017 году.

OLED-освещение

Рынок осветительных устройств на органических полимерах всё ещё находится в зачаточном состоянии. Конечно, есть компании, которые производят световые OLED-панели (Philips, Osram, Panasonic, LG Chem и Lumiotec), но массовое производство пока не было запущено ни у одной из них, цена всё ещё очень высока, а эффективность неоднозначна (что касается яркости и срока службы). Вероятно, что уйдут годы, прежде чем технология будет достаточно развита, изделия будут доступны по адекватной цене и будут более производительны. Скептики полагают, что OLED-технология так и не будет доведена до такого прогресса.

Обороты мирового рынка OLED-освещения равняется примерно 75 миллиардам долларов, так что даже мизерный его процент — великое достижение для любой компании. Скорее всего, основными клиентами таких компаний будут другие компании, нежели частные лица: органические светодиоды дорого стоят, но дешево обходятся. Помимо классического освещения, органические полимеры можно втиснуть в рынки дизайнерского освещения, автопром и др.

Есть предположение, что рынок OLED-освещения резко возрастёт в 2015-2016 году, а обороты будут почти равны 5 миллиардам долларов. В основном, они будут применяться в автопроме, однако считается, что в 2016 году первенство перейдёт классическому освещению (2,7 миллиарда долларов прибыли), за которым будет следовать рынок архитектуры (950 миллионов долларов) и автомобильный рынок (800 миллионов).

В DisplaySearch не так оптимистично настроены, и предсказывают достижение рынком оборотов 6 миллиардов долларов только к 2018 году.

Это не мешает некоторым аналитикам сомневаться в успешности этого рынка. В июле 2011 года компания Lux Research обнародовала отчёт, который гласил, что в 2020 году рынок OLED-освещения обернётся 58 миллионами долларов. Это объясняется тем, что органические светодиоды всегда будут стоить дороже, чем прочие осветительные элементы. Понятно, что и их цена когда-нибудь начнёт падать, но к этому времени цены на все остальное упадут ещё ниже, в результате чего OLED-устройства все равно будут оставаться дорогими , что повлияет на их рентабельность.

Это интересное мнение. Учитывая тот факт, что все производители освещения, так или иначе, вкладывают огромные деньги в OLED-индустрию.

Почему именно OLED-освещение: а почему нет?

Явление органических светодиодов считается самой захватывающей технологией современности. Первая причина — их перспективная эффективность. Теоретически они могут быть очень эффективны, ожидается, что их световой поток скоро достигнет отметки 150 люмен на ватт, а потом они обойдут компактные светодиодные лампочки. Если не считать мизерных количеств нетоксичного, но тяжёлого иридия, они не содержат токсичных или радиоактивных элементов, так что их легко перерабатывать. Это значит, что органические полимеры — довольно экологичный материал.

Вторая причина — это безграничные возможности для воплощения фантазии и креатива. Органический светодиод — это тонкое светоизлучающее устройство. Они не излучают точечное освещение, как обычные диодные лампы, и не излучает линейный свет, как флуоресцентные лампочки. Органические полимеры можно сделать гибкими и прозрачными, так что их можно будет поместить, например, непосредственно в оконное стекло, и они сольются с ним, когда вы их выключите.

Также такую панель можно расположить на любой криволинейной поверхности.

Ещё одним положительным свойством органических полимеров является их световая температура. Они могут излучать очень красивый, приятный и в то же время натуральный свет. Цвет также может регулироваться, и будет меняться от лёгкого прокручивания диммера с выбором цветовой температуры свечения. Можно поставить автоматическую смену цвета или настроить смену в соответствии с временем суток.

Огромнейшей проблемой этих чудо-диодов является их стоимость — цена продающихся сейчас световых панелей завышена до неприличия, и есть мнение, что OLED-устройства всегда будут стоить на порядок дороже, чем все остальные. Возможно, с помощью новых технологий производства удастся снизить цену и сделать эти устройства доступнее, но эта перспектива очень размыта. Постройка заводов по производству таких устройств требует нереально огромных вложений, на которые способны только те компании, которые свято верят в светлое будущее этой технологии, однако никто не может сказать, может ли хотя бы одна компания в мире совершить такой подвиг.

Другой проблемой, с которой столкнутся органические светодиоды в мире осветительных устройств, является то, что они не смогут заменить все стандартные осветители, потому что они не просто более современны, а качественно отличны. Нельзя же купить световую OLED-панель вместо перегоревшего точечного светильника или лампочки накаливания.

Органические светодиоды и прочие источники света

Можно выделить три основные осветительные технологии: это неорганические диоды, флуоресцентные лампы и лампы накаливания. Рассмотрим все три более подробно, чтобы понять, конкурентоспособность.

Лампы накаливания существуют уже целый век, их легко производить, они отличаются низкой стоимостью. Кратко о методе их работы: металлический проводок нагревается до определённой высокой температуры, которая заставляет его светиться. Свет, излучаемый такими лампами, считается очень приятным для наших глаз. Самой главной проблемой этих ламп, безусловно, является эффективность (примерно 90% энергии затрачивается на нагревание). Их светоотдача колеблется в пределах 10-40 люмен на ватт (высший порог доступен для некоторых галогеновых ламп). Срок их службы невелик, и составляет всего около тысячи часов. В многих странах даже запретили их продажу, и опять же по этой причине. В целом, всем ясно, что золотой век этой технологии подошёл к концу.

Флуоресцентные лампы кажутся удачной заменой лампам накаливания. В этих газоразрядных лампах используется ртуть, которая излучает УФ-излучение, в результате которого фосфор излучает видимое нам излучение. Они более дорогие, но эффективные (светоотдача 50–75 люмен на ватт) и срок их работы больше (от 6 000 до 15 000 часов). Основная проблема данного источника света: ртуть, которую сложно утилизировать.

Неорганические светодиоды — это полупроводники, которые излучают свет. У них есть несколько преимуществ: они более эффективны (светоотдача 100-150 люмен на ватт), они меньше, срок их службы больше (обычно от 25 000 до 100 000 часов). Неорганические диоды также более прочные.

Они поддерживают много цветов, не содержат ртути. Однако, они достаточно дорогие, особенно те, которые предназначены для популярных брендов.

Многие уверены, что в будущем рынок освещения будет поделён на три сектора: компактные люминесцентные, светодиодные и органические полимеры. Органические полимеры еще достаточно долго будут дорогой технологией, но именно они предоставят безграничную свободу для дизайнеров.

Качество OLED-освещения

Эффективность источников света — это один из решающих факторов, но не менее важно и качество освещения. Некоторым людям не нравится свет, излучаемый люминесцентными лампами, он считается излишне белым, холодным и искусственным. Светодиодные лампы излучают приятный глазу свет, с которым не могут сравниться все остальные. Однако у некоторых OLED-панелей заявлены более интригующие характеристики, например, они могут регулировать температуру цвет (вы можете менять оттенок освещения лёгким движением руки), это уже подойдет многим потребителям. Есть интересная идея: «научить» OLED-лампочку имитировать солнечный свет, таким образом, получится очень натуральное свечение.

Ещё один часто используемый параметр — показатель цветопередачи (CRI). Обычно он показывает, насколько соответствующе передаются цвета. Другими словами, это процент между цветовыми образцами, испускаемыми источником света в тестовых условиях, и  эталонным источником. У лампы накаливания этот коэффициент равняется 100, так как это почти идеальный излучатель. Для большинства людей коэффициент 80 в такой лампочке  считается хорошим для внутреннего освещения, а 90 и выше присваивается различным видам визуального контроля (печать, текстильная промышленность). Показатель цветопередачи как у Panasonic, так и Lumiotec, остаются на уровне 90 и выше.

Этот параметр часто становится предметом споров: высокий показатель цветопередачи не означает хорошую визуализацию цвета и не говорит о высоком качестве. На самом деле есть мнение, что цветопередача вообще неэффективный параметр для светодиодных устройств: некоторые исследования показали, что в некоторых случаях диодная лампочка с цветопередачей 20 светит лучше такой же, но с показателем 80. У показателей качества воспроизведения цветов есть ещё несколько стандартов, но этот используется чаще всех.

Осветительная OLED-промышленность

В освещение органическими полимерами за последние годы было вложено немало средств, вследствие чего появились эффективные источники освещения. Интересно наблюдать, но в трёх разных частях света (США, Европе и Японии) эта технология продвигается по-разному.

Министерство энергетики США полагает, что освещение на органических полимерах — потенциальное будущее следующего поколения осветительных устройств, поэтому они вкладывают миллионы долларов на всевозможные гранты по развитию этого направления, а руководят этими проектами крупные корпорации типа GE, DuPont и Universal Display, а также различные научно-исследовательские институты и университеты. Компания DOE поставила следующую установку: достичь планки по эффективности 125 Лм/Вт к 2015 году и 150-170 Лм/Вт к 2020 году. Органические светодиоды — не единственное направление, над которым там работают: например, также поддерживается технология светодиодных ламп на квантовых точках.

В Европе другой подход: там предпочитают поощрять компании, университеты и научно-исследовательские институты, такие как институт им. Фраунгофера, которые занимаются разработками OLED-устройств. Существуют десятки проектов под руководством таких организаций, как OSRAM, Philips, BASF, CDT, Novaled и Aixtron. В большинстве этих проектов применяются новейшие знания в технологии, производственных процессах и материалах, что может позволить уже в ближайшем будущем снизить стоимость OLED-панелей и повысить их эффективность. Не обходят стороной и внешний вид осветительных устройств, а также программное моделирование, придумываются новые области применения органических полимеров.

В стране восходящего солнца участие правительства в этих разработках менее выражено. Некоторые компании объединили свои усилия для того, чтобы им было, что поставлять на рынок органических светодиодных устройств. Так в 2008 году группа компаний (Mitsubishi, Rohm, Toppan Printing и Mitsui) образовали новый бренд, Lumiotec, и сосредоточили в нем все свои знания об органических полимерах. Сейчас под маркой уже выпускаются и продаются световые панели. Компании Mitsubishi и Pioneer ведут совместные разработки в этой области, а получившиеся продукты планируют реализовывать от бренда Verbatim. Совместное предприятие есть и у Idemitsu Kosan и Panasonic, которое они образовали в 2011 оду и назвали Panasonic Idemitsu. Сфера деятельности — исключительно органические светодиоды.

Органический светодиод OLED

Органический светодиод OLED

В последнее время светодиоды активно применяются в производстве осветительной техники, поскольку обладают превосходными светотехническими показателями, а именно мощным световым потоком, индексом передачи цвета, отсутствием пульсации, а также низкой энергоемкостью по сравнению с традиционными натриевыми, люминесцентными, металлогалогенными лампами или приборами, оснащенными световыми элементами с нитью накала. Однако мало кто слышал про инновационный органический светодиод (OLED), который представляет по конструкции набор тончайших пленок природного происхождения. 

Принцип работы OLED-кристалла.

 
Эти полимеры (кристаллы) состоят их излучающего и проводящего ток слоя, катодов и анодов. Принцип свечения этого светового элемента заключается в подаче на анод положительного напряжение, а потому электроны начинают двигаться от катода. Проще говоря, катод отдает некоторое количество электронов в излучающий слой. Из проводящего же слоя электроны двигаются к аноду, которые являются носителями положительных зарядов (дырками). И только вследствие движения электронов и дырок, а именно их непосредственного контакта между собой, осуществляется некоторое понижение энергии, результатом чего наблюдается яркое равномерное свечения слоев полимера. Стоит отметить, что у дырок имеется более высокая подвижность, чем у электронов, потому излучение света осуществляется непосредственно в эмиссионном слое.

Применение

В последнее время многих производителей осветительной техники и мониторов привлекает органический светодиод (OLED), поскольку обладает высокой четкостью свечения по сравнению с традиционными Led-кристаллами, гибкостью и возможностью принимать практически любые формы. Многие специалисты говорят, что световой кристалл на основе органических веществ в скором времени заменит не только жидкокристаллические экраны, но и световые элементы в осветительных приборах. Дисплеи, основанные на данной технологии, обладают высокой гибкостью, а потому смогут принимать практически любую конфигурацию, чего нельзя было сказать про традиционные мониторы. Кроме того, стоимость экранов, изготовленных по такой технологии в будущем будет ниже в разы обычных. Такие кристаллы, установленные в экраны или мониторы, обладают не только высокой яркостью, но и чёткостью изображения, что может сказаться на развитии компьютерных и других высокотехнологичных отраслей.
Однако не менее востребованным данный вид кристалла в скорое время будет и в осветительной технике. Многие утверждают, что органический светодиод (OLED) может сделать настоящую революцию в сфере освещения. Ведь ультратонкий, надежный и энергоэффективный такой кристалл может принимать практически любую форму, что может стать настоящим уникальным исходным материалом для творения любого дизайнера интерьера. Ведь только представьте себе, что в качестве эффективного светильника можно будет использовать дверцы шкафа, окно и даже вазу и декоративные предметы.

Перспективы развития

В настоящее время производство органических кристаллов находится в стадии зарождения, потому до воплощения в реальность задумок по уникальному освещению интерьеров еще очень далеко. Кроме того, в отличие от традиционных Led-кристаллов у этих световых элементов присутствует небольшой ряд недостатков. Первый из них заключается в высокой стоимости выращивания светодиода, что не дает возможность производить подобную продукцию в масштабах целых заводов или предприятий. В настоящее время такие кристаллы являются предметом изыска и высокого статуса богатых людей, однако не исключено, что через 5-10 лет они прочно обоснуются в интерьерах обычных граждан. Другим весомым недостатком OLED-кристаллов является недолговечность по сравнению с обычными светодиодами, поскольку со временем полимер, применяемый при изготовлении подобной продукции теряет свои свойства и выходит из строя.
Сегодня существует достаточно большое количество разновидностей таких кристаллов на основе органических составляющих, каждый из которых отличается конфигурацией, применением и другими параметрами. Конечно, очевидны преимущества и несколько недостатков OLED кристаллов, однако вне зависимости от этого ведущие мировые научные центры постоянно ведут работы по усовершенствованию подобных световых элементов. Специалисты говорят, что уже в начале следующего десятилетия этого века органический светодиод (OLED) будет неотъемлемой частью многих компьютерных устройств, телевизоров и, конечно, перспективной осветительной техники, способной стать частью многих предметов интерьера и мебели.

перевод на английский, синонимы, антонимы, примеры предложений, значение, словосочетания

Когда органическая материя умирает в природе, микробы и бактерии превращают её в плодородную почву, завершая жизненный цикл.	When organic material dies in nature, microbes and bacteria break it down into nutrient-rich soil, completing the life cycle.
Органическая форма изменилась благодаря географическим и экологическим изменениям за долгий период времени.	The organic form has changed due to geographical and environmental changes over a long period of time.
Вообще-то 2 частицы животного и одна растительного происхождения, поскольку кость все же органическая, а не наоборот.	Actually, that would be two animals and a vegetable, because bone is organic, not a mineral.
Источник излучения представляет собой лазер или светодиод, излучение которого лежит в инфракрасном диапазоне спектра.	The source of radiation is a laser or a light-emitting diode emitting radiation in the infrared spectral range.
Почвенная органическая материя играет важную роль в поддержании плодородности земли и устойчивом сельскохозяйственном производстве.	Soil organic matter plays an important role in sustaining soil fertility and ensuring sustainable agricultural production.
Органическая материя — химические соединения, содержащие углеродно-водородные связи, существуют практически повсюду во вселенной.	Organic matter – chemical compounds containing carbon-hydrogen bonds – is actually ubiquitous throughout the universe.
Органическая жизнь начиналась с четвертого от огня слоя, образованного палеозойским океаном.	Organic life began in the fourth stratum from the fire, the stratum formed by the Paleozoic ocean.
Органическая химия по специальности…	Organic chemistry with a specialty in
У него была только одна органическая составляющая — мозг свиньи.	It had one organic component — the cerebral cortex of a pig.
Осталась одна солнечная система, в которой разумная органическая жизнь мне полностью не подчинена.	I’m one solar system away from complete subjugation of intelligent organic life.
Какая-то органическая биотехнология.	It’s some kind of organic biotechnology.
Он был как светодиод, но размыт от преломления.	It was like an l.E.D., but dull from refraction.
согласно одной из теорий, миллиард лет тому назад органическая молекула прибыла на Землю на комете, которая плюхнулась в наш океан, сформировав семя той жизни, которую мы сейчас знаем.	According to one theory, billions of years ago, organic molecules hitchhiked to Earth on comets that plummeted into our oceans, forming the seeds of life as we know it.
Органическая химия, биохимия… Мы все это вызубрили.	Organic chemistry,biochemistry… we learned it all.
Каждое утро, сдирая наклейки с корнеплодов, которые я покупаю в супермаркете в три раза дешевле, чем стоит органическая хрень.	Every morning, while peeling the sticker off some root vegetable I got at the supermarket for a third of the price of the organic crap.
Бикх — это органическая, прозрачная жидкость из растений, растущих в Тибете, сверх-быстрого действия.	Bikh is an organic, plant-based clear liquid, it originates from Tibet, it is extremely fast acting.
Органическая материя сконцентрирована в темных пятнах.	The organic readings originated from these dark spots.
Тростниковый сахар, органическая мука, никаких обработок.	Turbinado sugar, organic flour, no processed shit.
Органическая химия и физика, нажмите 2.	Organic chem and physics, press two.
Твое основное требование — органическая химия.	You’ve got core requirements, organic chem.
У меня также есть небольшая органическая ферма выше по улице.	I also have a little organic co-op farm just up the street here.
LS в данном случае расшифровывается как LASER-servo, в котором используется очень маломощный суперлюминесцентный светодиод, генерирующий свет с небольшим фокусным пятном.	LS in this case stands for LASER-servo, which uses a very low-power superluminescent LED that generates light with a small focal spot.
Результаты подтвердили, что органическая ртуть распространилась по всему внутреннему морю и что люди все еще отравляются зараженной рыбой.	The results confirmed that organic mercury had spread all around the inland sea and that people were still being poisoned by contaminated fish.
Это был первый и долгое время единственный цветной светодиод.	It was the the first, and for a long time the only, coloured LED made.
Ток через светодиод должен регулироваться внешней схемой, такой как источник постоянного тока, чтобы предотвратить повреждение.	Current through the LED must be regulated by an external circuit such as a constant current source to prevent damage.
Светодиод загорается только тогда, когда напряжение подается в прямом направлении диода.	An LED will light only when voltage is applied in the forward direction of the diode.
Если обратное напряжение превышает пробивное напряжение, то протекает большой ток и светодиод будет поврежден.	If the reverse voltage exceeds the breakdown voltage, a large current flows and the LED will be damaged.
Если обратный ток достаточно ограничен, чтобы избежать повреждения, то светодиод с обратной проводимостью является полезным шумовым диодом.	If the reverse current is sufficiently limited to avoid damage, the reverse-conducting LED is a useful noise diode.
В 1989 году компания представила первый в мире синий светодиод, который позволил разработать большие полноцветные видеоэкраны и рекламные щиты.	In 1989, the company introduced the world’s first blue LED, which enabled the development of large, full-color video screens and billboards.
Эта органическая реакция была открыта в 1909 году Отто Димротом.	This organic reaction was discovered in 1909 by Otto Dimroth.
Светодиод может использоваться в качестве прожектора, чтобы видеть объекты в тусклом свете перед съемкой, но в основном присутствует для обеспечения заливающего света для видеосъемки.	The LED can be used as a spotlight to see objects in dim light before taking a photo, but is mainly present to provide fill light for video shooting.
Вышеупомянутый рецензент также заявил, что светодиод может использоваться в некоторых ситуациях в качестве замены стандартного фонарика.	The aforementioned reviewer also stated that the LED could be used in some situations as a substitute for a standard flashlight.
Белый светодиод обычно требует 3,3 В для излучения света, а повышающий преобразователь может увеличить напряжение от одного щелочного элемента 1,5 В для питания лампы.	A white LED typically requires 3.3 V to emit light, and a boost converter can step up the voltage from a single 1.5 V alkaline cell to power the lamp.
Изучение свойств, реакций и синтеза органических соединений составляет дисциплину, известную как органическая химия.	The study of the properties, reactions, and syntheses of organic compounds comprises the discipline known as organic chemistry.
Когда автомобиль безопасности развернут, загорается желтый светодиод.	A yellow LED is illuminated when the safety car is deployed.
Несмотря на то, что сельскохозяйственные работники получают выгоду от внедрения трудовых стандартов, органическая община не поддерживает эти социальные требования.	Despite the benefit to farmworkers of implementing labor standards, there is little support among the organic community for these social requirements.
Органическая химия-это раздел химии, изучающий структуру, свойства и реакции органических соединений, содержащих углерод в ковалентной связи.	Organic chemistry is a subdiscipline of chemistry that studies the structure, properties and reactions of organic compounds, which contain carbon in covalent bonding.
Примером для этой статьи может служить веганская органическая ферма Хадигар в промышленности, штат Мэн.	The Khadigar Vegan Organic Farm in Industry, Maine, is an illustration for this article.
Семя, также известное как семенная жидкость, органическая жидкость, которая может содержать сперматозоиды.	Semen, also known as seminal fluid, is an organic fluid that may contain spermatozoa.
Органическая стратегия Кубы включает в себя развитие генетически модифицированных культур, в частности кукурузы, которая устойчива к моли паломиллы.	Cuba’s organic strategy includes development of genetically modified crops; specifically corn that is resistant to the palomilla moth.
В период с 2013 по 2014 год органическая сельскохозяйственная земля выросла на 500 000 гектаров по всему миру, увеличившись во всех регионах, кроме Латинской Америки.	Between 2013 and 2014, organic agricultural land grew by 500,000 hectares worldwide, increasing in every region except Latin America.
Это бесцветная, смешивающаяся с водой органическая жидкость с низкой вязкостью.	It is a colorless, water-miscible organic liquid with low viscosity.
В октябре 1963 года TI анонсировала первый коммерческий полусферический светодиод SNX-110.	In October 1963, TI announced the first commercial hemispherical LED, the SNX-110.
Белки и органическая матрица формируют частично минерализованную эмаль в секреторной стадии.	Proteins and an organic matrix form a partially mineralized enamel in the secretory stage.
Некоторые исследователи предостерегают от превращения психогенной амнезии в диагноз мусорная корзина, когда органическая амнезия не очевидна.	Some researchers have cautioned against psychogenic amnesia becoming a ‘wastebasket’ diagnosis when organic amnesia is not apparent.
Органическая составляющая литифицированных отложений останется очень незначительной, но в значительной степени обедненной в 13С.	The organic component of the lithified sediments will remain very slightly, but measurably, depleted in 13C.
В 1907 году Генри Джозеф раунд создал первый светодиод, приложив напряжение к кристаллу SiC и наблюдая желтую, зеленую и оранжевую эмиссию на катоде.	In 1907 Henry Joseph Round produced the first LED by applying a voltage to a SiC crystal and observing yellow, green and orange emission at the cathode.
Титан-единственный спутник в Солнечной системе с крупной атмосферой, в которой происходит сложная органическая химия.	Titan is the only satellite in the Solar System with a major atmosphere, in which a complex organic chemistry occurs.
Таким образом, щавелевая кислота органическая, соли оксалата неорганические; или карбонат неорганический, бикарбонат органический.	Thus, oxalic acid is organic, oxalate salts are inorganic; or carbonate is inorganic, bicarbonate is organic.
Это покровительство гарантировало, что органическая и укоренившаяся английская база продолжала информировать католицизм страны.	This patronage ensured that an organic and rooted English base continued to inform the country’s Catholicism.
Органическая сертификация подтверждает, что домашний скот выращивается в соответствии с органическими правилами USDA на протяжении всей своей жизни.	Organic certification verifies that livestock are raised according to the USDA organic regulations throughout their lives.
Желтый люминофор представляет собой легированные церием кристаллы YAG, взвешенные в упаковке или нанесенные на светодиод.	The yellow phosphor is cerium-doped YAG crystals suspended in the package or coated on the LED.
Оранжевый или голубой объект может появиться с неправильным цветом и намного темнее, поскольку светодиод или люминофор не излучают длину волны, которую он отражает.	An orange or cyan object could appear with the wrong color and much darker as the LED or phosphor does not emit the wavelength it reflects.
Многоцветные светодиоды без люминофоров не могут обеспечить хорошую цветопередачу, потому что каждый светодиод является узкополосным источником.	Multicolor LEDs without phosphors cannot provide good color rendering because each LED is a narrowband source.
В качестве альтернативы светодиод может быть сопряжен с дистанционным люминофором, предварительно сформованным поликарбонатным элементом, покрытым люминофорным материалом.	Alternatively, the LED might be paired with a remote phosphor, a preformed polycarbonate piece coated with the phosphor material.
Применение хитозана для растений и сельскохозяйственных культур регулируется EPA, а национальная органическая программа USDA регулирует его использование на органических сертифицированных фермах и сельскохозяйственных культурах.	Chitosan applications for plants and crops are regulated by the EPA, and the USDA National Organic Program regulates its use on organic certified farms and crops.
Органическая Кока-Кола и Кока-Кола свободного выгула стоят дороже и обычно продаются только на рынках натуральных продуктов.	Organic and free-range Coca-Colas are more expensive and generally sold only in natural foods markets.
Чтобы подготовиться к этой роли, Шварценеггер надел лысую шапочку, отказавшись брить голову, и носил синий светодиод во рту.	To prepare for the role, Schwarzenegger wore a bald cap after declining to shave his head and wore a blue LED in his mouth.
В 2009 году Seoul Semiconductor выпустила светодиод высокого напряжения постоянного тока, названный Acrich MJT, способный управляться от сети переменного тока с помощью простой управляющей схемы.	In 2009, Seoul Semiconductor released a high DC voltage LED, named as ‘Acrich MJT’, capable of being driven from AC power with a simple controlling circuit.
Мигающие светодиоды напоминают стандартные светодиоды, но они содержат встроенную схему мультивибратора, которая заставляет светодиод мигать с типичным периодом в одну секунду.	Flashing LEDs resemble standard LEDs but they contain an integrated multivibrator circuit that causes the LED to flash with a typical period of one second.

Как сделать технологию OLED дешевле. Химики создали для органических светодиодов материал на основе комплекса меди

От предшественников новый материал отличается сочетанием низкой стоимости, высокой эффективности и повышенной устойчивости. 

«Светодиоды за последние годы произвели настоящий переворот в индустрии осветительных приборов. С каждым годом все чаще используются дисплеи на основе органических светодиодов (OLED). Основные преимущества технологии OLED — низкое энергопотребление при высокой яркости и возможность создания тонких и гибких экранов. Последние модели современных телевизоров, телефонов, фотоаппаратов и прочих гаджетов имеют дисплеи именно такого типа. Но существует и оборотная сторона медали: яркие органические светодиоды часто включают в себя редкие химические элементы — например, иридий или рутений. Из-за этого создание больших светоизлучающих матриц стоит очень дорого. Задача нашего крупного международного коллектива заключалась в разработке материала для бюджетного и эффективного органического светодиода»,— рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Кетков, доктор химических наук, заведующий лабораторией строения металлоорганических и координационных соединений Института металлоорганической химии им. Г. А. Разуваева РАН (ИМХ РАН, Нижний Новгород).

Теоретические разработки научной группы из ИМХ РАН позволили определить особенности электронного строения комплекса, заранее спланировать условия экспериментов по исследованию фотофизических свойств нового материала и впоследствии интерпретировать полученные экспериментальные результаты, заложив основы для будущих исследований. Кроме того, с помощью методов квантовой химии российским ученым удалось представить, как изменяется электронная плотность молекулы в процессах переноса энергии, и отразить это на схемах.

Синтезом соединения занимались химики из Германии. Исследователям удалось получить новый люминесцирующий комплекс, содержащий каркас из четырех атомов меди, связанных с атомами углерода и фосфора, и сконструировать на его основе прототип органического светодиода, используя центрифугирование. Синтезированное соединение оказалось очень перспективным из-за отличных параметров выделения света, поэтому его отправили на дальнейшее исследование.

Органический светодиод с активной матрицей на коже человека | Макc Ф.

Полноцветный AMOLED-дисплей с большой площадью объединительной платы на основе MoS2.

Полноцветный AMOLED-дисплей с большой площадью объединительной платы на основе MoS2.

Развитие электронных приложений может принять множество новых форм, включая складные и носимые дисплеи для мониторинга здоровья человека и выполнения функций медицинских роботов. Для оптимизации таких устройств используются органические светодиоды (OLED). Однако разработка полупроводниковых материалов с высокой механической гибкостью все еще остается сложной задачей из-за их ограниченного использования в обычных электронных форматах. В новом докладе о достижениях науки Мину Чхве и группа ученых в области электронной техники и материаловедения в Республике Корея разработали носимый полноцветный OLED-дисплей с использованием двумерного (2-D) объединительного транзистора на основе материала . Они сконструировали тонкопленочную транзисторную матрицу размером 18 на 18 дюймов на тонкой пленке дисульфида молибдена (MoS 2) и перенесли ее на оксид алюминия (Al 2 O 3) / полиэтилентерефталат (ПЭТ) поверхность. Чой и др. затем нанесли красные, зеленые и синие OLED-пиксели на поверхность устройства и наблюдали отличные механические и электрические свойства 2-D материала. Поверхность могла управлять цепями для управления OLED-пикселями, чтобы сформировать ультратонкое, носимое устройство.

Ученые и инженеры должны проводить обширные исследования в области носимой электроники для разработки интеллектуальных электронных систем, ориентированных на гибкие устройства и ультратонкие подложки. Присущие таким материалам ограничения побудили использовать альтернативные полупроводниковые материалы, такие как MoS 2, для включения в тонкопленочные транзисторы (TFT) и логические схемы с относительно высокой производительностью . Эти материалы известны как дихалькогениды переходных металлов и обеспечивают уникальные электрические, оптические и механические свойства для схем объединительной платы носимой электроники. Исследователи недавно разработали транзисторы MoS 2 со сложными красными, зелеными и синими цветами (RGB) в качестве фундаментального и необходимого требования для практических дисплеев. В этой работе Чой и др. разработал крупномасштабную матрицу MoS 2 TFT для работы с 324 пикселями в 2-дюймовом RGB OLED, в котором полноцветный дисплей демонстрировал конфигурацию активной матрицы. RGB OLED были сделаны из различных оптоэлектронных характеристик поэтому команда разработала объединительную плату TFS для управления каждым цветовым пикселем. Экспериментальная установка была многообещающей в качестве носимого дисплея и стабильно функционировала на коже человека без каких-либо побочных эффектов. В настоящей работе команда использовала конструкции из гетерогенных материалов для формирования оптоэлектроники.

Динамическая работа активно-матричного дисплея осуществляется через внешнюю схему управления

Динамическая работа активно-матричного дисплея осуществляется через внешнюю схему управления

Команда исследовала выходные кривые ток-напряжение для определения характеристик стока ТФТ, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между током стока (I DS) и напряжениями смещения (V DS и V GS). Однородность выращенной MOCVD пленки MoS 2 обеспечивала высокую однородность для стабильных приложений отображения. Свойства устройства были согласованы во всех образцах, позволяя одному пикселю работать в полноцветном AMOLED, в то время как эффективность не снижалась. Команда измерила самую высокую люминесценцию при 460, 530 и 650 Нм для синих, зеленых и красных OLED-дисплеев.

При повторном смещении импульса затвора +10 вольт OLED демонстрировал быстрый переход между состояниями включения и выключения, хотя время отклика было ограничено измерительной системой, время задержки было коротким. Модуляция затвора не происходила в выключенном состоянии, и состояние пикселя оставалось стабильным,обеспечивая эффективную герметичную работу TFT. Пиксельный ток также резко увеличивался с увеличением смещения затвора (V G ) во время включения, чтобы достичь порогового напряжения в 5 вольт на RGB OLED-дисплеях.

Низкая жесткость ультратонкого устройства препятствовала ухудшению оптических и электрических свойств при существенной механической деформации рефлексов-после его переноса на руку человека. Основываясь на вольт-амперных характеристиках ( I-V ), уровень тока не изменялся во время усадки кожи или упражнений на растяжку кожи, а состояние включения также не колебалось во время работы дисплея с активной матрицей. В то время как стабильность устройства все еще находится в разработке, команда стремится провести дальнейшее проектирование, чтобы улучшить пленку MoS 2 для практического применения в качестве носимого полноцветного AMOLED-дисплея.

Таким образом, Minwoo Choi и его коллеги разработали тонкий (2 дюйма), носимый и полноцветный AMOLED-дисплей с массивами 18 x 18, используя объединительную плату TFT на базе MoS 2. Они построили транзисторную матрицу непосредственно на двухслойном Мос 2 пленку выращивали с использованием MOCVD и наблюдали высокую подвижность носителей и соотношение включения/выключения. Команда контролировала световое излучение OLED-пикселей RGB, подавая напряжение затвора между 4 и 9 вольтами. Они использовали ультратонкую пластиковую подложку (ПЭТ) в сочетании с 2-D полупроводниковыми материалами для непосредственного изготовления OLED-дисплеев с отличными электрическими, оптическими и механическими характеристиками. Эта экспериментальная система может быть усовершенствована для интеграции в носимые и электронные устройства за пределами существующих обычных и жестких органических материалов.

Как работают OLED (органические светодиоды)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 мая 2021 г.

Вы помните старый стиль? Телевизоры с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ)? Самые большие были примерно 30–60 см (1-2 фута) в глубину и были почти слишком тяжелыми, чтобы их можно было поднять сам. Если вы думаете, что это плохо, вы бы видели, какие были телевизоры. как в 1940-е гг. ЭЛТ внутри были такими длинными, что пришлось стоять прямо, стреляя своим изображением в потолок, с небольшим зеркало вверху, чтобы его боком загнуть в комнату.Смотреть телевизор в в те дни было все равно что смотреть в перископ подводной лодки! Слава богу за прогресс. Теперь у большинства из нас есть компьютеры и телевизоры. с ЖК-экранами, достаточно тонкими, чтобы их можно было закрепить на стене, и достаточно светлые, чтобы их можно было встроить в портативные гаджеты, например сотовые телефоны. Но дисплеи, сделанные на OLED (органические светоизлучающие диод) технологии даже лучше. Они сверхлегкие, почти как бумага, теоретически достаточно гибкие, чтобы печатать на одежде, и они производить более яркую и красочную картинку.Какие они и как они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: OLED-технология обещает более тонкие, яркие и красочные телевизоры — даже с изогнутые экраны. Фотография изогнутого UHD OLED-телевизора Samsung, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Что такое светодиод?

Фото: светодиоды на электронной панели приборов. Они делают свет контролируемым движением электроны, а не нагревая нить накала.Вот почему светодиоды потребляют гораздо меньше энергии, чем обычные лампы.

светодиода (светодиоды) — миниатюрные цветные световые индикаторы. вы видите на электронных панелях приборов. Они намного меньше, больше энергоэффективен и надежнее старого образца раскаленный лампы. Вместо того, чтобы зажечь свет, нагревая проволочную нить до тех пор, пока она светится добела (так работает обычная лампа), они светятся светится, когда электроны проходят через специально обработанные («легированные») твердые материалы, из которых они сделаны.

OLED — это просто светодиод где свет производится («излучается») органическими молекулами. Когда в наши дни люди говорят об органических вещах, они обычно относится к продуктам питания и одежде, произведенным в экологически чистых дружелюбный способ без применения пестицидов. Но когда дело доходит до химия того, как сделаны молекулы, слово имеет полностью другое значение. Органические молекулы — это просто молекулы, основанные на линии или кольца атомов углерода, включая такие обычные вещи, как сахар, бензин, спирт, дерево и пластмассы.

Как работает обычный светодиод?

Прежде чем вы сможете понять OLED, полезно понять, как обычный светодиод работает — так что вот краткое резюме. Возьмите две пластины полупроводника. материал (что-то вроде кремния или германия), немного богатый электроны (называемые n-типом) и один немного бедный электронами (если вы предпочитаю, это то же самое, что сказать, что там много «дыр», где электроны должны быть, что называется р-типом). Присоединяйтесь к n-типу и плиты p-типа вместе, и там, где они встречаются, получается что-то вроде нейтральная, ничейная земля, образующаяся на стыке, где излишки электроны и дырки пересекаются и нейтрализуют друг друга.Теперь подключите электрические контакты к двум плитам и включите питание. Если соединить контакты в одну сторону, электроны текут через соединение. от богатых к бедным, в то время как дыры текут в другую сторону, и ток течет через соединение и через вашу цепь. Подключите контактирует в другую сторону, и электроны и дырки не пересекаются; ток вообще не течет. То, что вы здесь сделали, называется перекрестком диод: электронная улица с односторонним движением, позволяющая течь току только в одном направлении.Мы объясним все это более ясно и подробно. подробнее в нашей основной статье о диодах.

Рисунок: переходной диод позволяет току течь, когда электроны (черные точки) и дырки (белые точки) перемещаются через границу между полупроводниковым материалом n-типа (красный) и p-типа (синий).

Светодиод — это переходной диод с дополнительной функцией: он светится. Каждый раз электроны пересекают переход, они проникают в отверстия на другой стороне, высвободить излишек энергии и испустить быструю вспышку света.Все эти вспышки производят тусклое, непрерывное свечение, для которого используются светодиоды. известный.

Как работает OLED?

Artwork: Расположение слоев в простом OLED-экране.

Светодиоды

работают так же, как обычные диоды и светодиоды, но вместо использования слои полупроводников n-типа и p-типа, в них используются органические молекулы, чтобы произвести свои электроны и дырки. Сделан простой OLED до шести разных слоев. Сверху и внизу есть слои защитное стекло или пластик.Верхний слой называется уплотнением, а нижний слой — подложкой. Между этими слоями есть отрицательный вывод (иногда называемый катодом) и положительный вывод (называемый анодом). Наконец, между анод и катод — это два слоя, состоящие из органических молекул. называется эмиссионным слоем (где излучается свет, который находится рядом с катодом) и проводящий слой (рядом с анодом).

Типы OLED

Существует два разных типа OLED. Традиционные OLED-дисплеи используют небольшие органические молекулы осаждаются на стекле, чтобы произвести свет.Другой тип OLED использует большие пластиковые молекулы, называемые полимерами. Эти OLED-светодиоды называются светоизлучающие полимеры (LEP) или, иногда, полимерные светодиоды (PLED). Поскольку они напечатаны на пластике (часто с помощью модифицированная высокоточная версия струйного принтера), а не на стекла, они тоньше и гибче.

Фото: тонкие полимеры в органических светодиодах превращают электричество в свет. Полимеры также могут работать противоположным образом, преобразовывая свет в электричество, как в таких полимерных солнечных элементах.Фото Джека Демпси любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (Департамент США Энергия / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии).

OLED-дисплеи

могут быть построены различными способами. В некоторых дизайнах свет предназначен для выхода из стеклянной заглушки вверху; другие присылают свои свет через подложку внизу. Большие дисплеи тоже различаются тем, как пиксели создаются из отдельных элементов OLED. В в некоторых — красный, зеленый и синий пиксели расположены рядом; в другие пиксели накладываются друг на друга, поэтому вы получаете больше пикселей, упакованных в каждый квадратный сантиметр / дюйм дисплея и выше разрешение (правда, дисплей соответственно толще).

Преимущества и недостатки OLED

Фото: телевизоры, компьютерные мониторы и мобильные устройства (ноутбуки и планшеты) постепенно становятся тоньше благодаря технологии OLED. Фотография любезно предоставлена ​​LG Electronics, опубликована на Flickr в 2009 году под лицензией Creative Commons License.

OLED-дисплеи

превосходят ЖК-дисплеи во многих отношениях. Их самое большое преимущество в том, что они тоньше (около 0,2–0,3 мм или около 8 тысячных дюйма по сравнению с к ЖК-дисплеям, которые обычно как минимум в 10 раз толще) и следовательно, легче и намного гибче.Они ярче и не нуждаются в подсветке, поэтому они потребляют гораздо меньше энергии, чем ЖК-дисплеи (которые переводит на более длительный срок службы батареи в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны и MP3-плееры). Если ЖК-дисплеи обновляются относительно медленно (часто проблема, когда дело доходит до быстро движущихся изображений, таких как как спорт по телевизору или компьютерные игры), светодиоды срабатывают до 200 раз Быстрее. Они производят более естественные цвета (и настоящий черный) благодаря гораздо большему количеству больший угол обзора (в отличие от ЖК-дисплеев, где цвета темнеют и исчезнут, если вы посмотрите в одну сторону).Будучи намного проще, OLED должны в конечном итоге будет дешевле в производстве, чем ЖК-дисплеи (хотя они новее и дешевле хорошо принятая, технология в настоящее время намного дороже).

Что касается недостатков, одна из широко цитируемых проблем заключается в том, что OLED-дисплеи не работают так долго: деградация органических молекул означала, что ранние версии OLED, как правило, изнашиваются примерно в четыре раза быстрее, чем обычные. ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи. Производители прилагают все усилия, чтобы решить это, и это гораздо меньшая проблема, чем раньше.Другой сложность в том, что органические молекулы в OLED очень чувствительны к воды. Хотя это не должно быть проблемой для отечественных товаров, таких как как телевизоры и домашние компьютеры, это может быть более сложной задачей в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны.

Для чего используются OLED?

Фото: телевизоры и телефоны по-прежнему являются наиболее привычным применением OLED, но можно ожидать гораздо большего. за чем нужно следить, поскольку цены становятся все более конкурентоспособными по сравнению со старыми технологиями, такими как ЖК-дисплеи.Фотография изогнутого OLED-телевизора LG, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Технология OLED

все еще относительно нова по сравнению с аналогичными, давно зарекомендовавшими себя такие технологии, как LCD. Вообще говоря, вы можете использовать OLED-дисплеи. везде, где вы можете использовать ЖК-дисплеи, например, на экранах телевизоров и компьютеров и дисплеи для MP3 и мобильных телефонов. Их тонкость, большая яркость, а лучшая цветопередача предполагает, что они найдут много других интересные приложения в будущем.Их можно использовать для изготовления недорогие, анимированные рекламные щиты, например. Или сверхтонкие страницы для электронных книг и журналов. Как насчет картин на стене? обновить с компа? Планшетные компьютеры со складными дисплеями, которые аккуратно превратить в карманные смартфоны? Или даже одежду с постоянно меняющейся цвета и узоры, подключенные к программному обеспечению визуализатора, запускаемому с вашего iPod!

Компания Samsung начала использовать технологию OLED в своих телевизорах еще в 2013 году, а также в своих смартфонах Galaxy. в следующем году.Apple, изначально доминирующая на рынке смартфонов, до недавнего времени сильно отставала в технологии OLED. В 2015 году после нескольких месяцев слухов были выпущены долгожданные Apple Watch с OLED-дисплеем. Поскольку он был приклеен к высокопрочной стекло, Apple, по-видимому, меньше интересовала гибкость OLED, чем что они тоньше (оставляя место для других компонентов) и потребляют меньше энергии, чем ЖК-дисплеи, предлагая значительно более длительное время автономной работы. В 2017 году iPhone X стал первый смартфон Apple с OLED-дисплеем.

Несмотря на ажиотаж, потребители изначально не были в восторге от мобильных телефонов и телевизоров с OLED-экранами, в основном потому, что ЖК-дисплеи были намного дешевле и были испытанной и надежной технологией. Это уже не совсем так, и уж точно не в отношении телевизоров: цены на комплекты OLED резко упали, при этом некоторые OLED-телевизоры, поступившие в продажу в 2020/2021 годах, будут примерно вдвое дешевле, чем они были всего годом или двумя ранее. Что касается телефонов, преимущества OLED — (возможно) лучшее качество отображения, увеличенное время автономной работы, меньший вес и тонкость / гибкость — часто перевешивают любую простую разницу в стоимости.В красноречивом анализе 2020 года Росс Янг из консультантов по цепочке поставок дисплеев отметил устойчивый переход от ЖК-дисплеев по мере того, как Азиатские производители переводят производство на OLED и новые технологии, такие как беспроводная связь 5G. становятся все более важными. Янг прогнозирует, что на OLED будет чуть больше половины (54,5 процента) рынка дисплеев для смартфонов к 2025 году по сравнению с чуть менее четвертью (23,9 процента) в 2016 году.

Кто изобрел OLED?

Органические полупроводники были открыты в середине 1970-х Аланом Хигером, Аланом Мак-Диармидом и Хидеки Ширакавой, которые разделили Нобелевскую премию по химии в 2000 году за свою работу.Первый эффективный OLED, описываемый как «новое электролюминесцентное устройство … созданный с использованием органических материалов в качестве излучающих элементов», был разработан Ching Tang и Steven VanSlyke , затем работавшим в исследовательских лабораториях Eastman Kodak в 1987 году. Их работа, хотя и новая, построена на более ранних исследованиях электролюминесценции, о которой впервые сообщил в органических молекулах французский физик Андре Бернаноз в 1950-х годах. Он и его Коллеги применяли высоковольтные электрические поля переменного тока (переменного тока) к тонким пленкам целлюлозы и целлофана, «легированным» акридиновым оранжевым (флуоресцентным органическим красителем).К 1970 году Дигби Уильямс и Мартин Шадт сумели создать то, что они назвали «простым органическим электролюминесцентным диодом» с использованием антрацена, но только после работы Танга и Ван Слайка в 1980-х годах технология OLED стала по-настоящему практичной.

Вехи в развитии OLED с тех пор включают первый коммерческий OLED (Pioneer, 1997), первый полноразмерный OLED-дисплей (Sony, 2001), первый OLED-дисплей для мобильных телефонов (Samsung, 2007), коммерческие системы освещения OLED. (Lumiotec, 2013) и коммерческие OLED-телевизоры с большим экраном (Samsung, LG, Panasonic, Sony и др. В 2012 и 2013 годах).[1]

Как работают OLED (органические светодиоды)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 мая 2021 г.

Вы помните старый стиль? Телевизоры с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ)? Самые большие были примерно 30–60 см (1-2 фута) в глубину и были почти слишком тяжелыми, чтобы их можно было поднять сам. Если вы думаете, что это плохо, вы бы видели, какие были телевизоры. как в 1940-е гг. ЭЛТ внутри были такими длинными, что пришлось стоять прямо, стреляя своим изображением в потолок, с небольшим зеркало вверху, чтобы его боком загнуть в комнату.Смотреть телевизор в в те дни было все равно что смотреть в перископ подводной лодки! Слава богу за прогресс. Теперь у большинства из нас есть компьютеры и телевизоры. с ЖК-экранами, достаточно тонкими, чтобы их можно было закрепить на стене, и достаточно светлые, чтобы их можно было встроить в портативные гаджеты, например сотовые телефоны. Но дисплеи, сделанные на OLED (органические светоизлучающие диод) технологии даже лучше. Они сверхлегкие, почти как бумага, теоретически достаточно гибкие, чтобы печатать на одежде, и они производить более яркую и красочную картинку.Какие они и как они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: OLED-технология обещает более тонкие, яркие и красочные телевизоры — даже с изогнутые экраны. Фотография изогнутого UHD OLED-телевизора Samsung, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Что такое светодиод?

Фото: светодиоды на электронной панели приборов. Они делают свет контролируемым движением электроны, а не нагревая нить накала.Вот почему светодиоды потребляют гораздо меньше энергии, чем обычные лампы.

светодиода (светодиоды) — миниатюрные цветные световые индикаторы. вы видите на электронных панелях приборов. Они намного меньше, больше энергоэффективен и надежнее старого образца раскаленный лампы. Вместо того, чтобы зажечь свет, нагревая проволочную нить до тех пор, пока она светится добела (так работает обычная лампа), они светятся светится, когда электроны проходят через специально обработанные («легированные») твердые материалы, из которых они сделаны.

OLED — это просто светодиод где свет производится («излучается») органическими молекулами. Когда в наши дни люди говорят об органических вещах, они обычно относится к продуктам питания и одежде, произведенным в экологически чистых дружелюбный способ без применения пестицидов. Но когда дело доходит до химия того, как сделаны молекулы, слово имеет полностью другое значение. Органические молекулы — это просто молекулы, основанные на линии или кольца атомов углерода, включая такие обычные вещи, как сахар, бензин, спирт, дерево и пластмассы.

Как работает обычный светодиод?

Прежде чем вы сможете понять OLED, полезно понять, как обычный светодиод работает — так что вот краткое резюме. Возьмите две пластины полупроводника. материал (что-то вроде кремния или германия), немного богатый электроны (называемые n-типом) и один немного бедный электронами (если вы предпочитаю, это то же самое, что сказать, что там много «дыр», где электроны должны быть, что называется р-типом). Присоединяйтесь к n-типу и плиты p-типа вместе, и там, где они встречаются, получается что-то вроде нейтральная, ничейная земля, образующаяся на стыке, где излишки электроны и дырки пересекаются и нейтрализуют друг друга.Теперь подключите электрические контакты к двум плитам и включите питание. Если соединить контакты в одну сторону, электроны текут через соединение. от богатых к бедным, в то время как дыры текут в другую сторону, и ток течет через соединение и через вашу цепь. Подключите контактирует в другую сторону, и электроны и дырки не пересекаются; ток вообще не течет. То, что вы здесь сделали, называется перекрестком диод: электронная улица с односторонним движением, позволяющая течь току только в одном направлении.Мы объясним все это более ясно и подробно. подробнее в нашей основной статье о диодах.

Рисунок: переходной диод позволяет току течь, когда электроны (черные точки) и дырки (белые точки) перемещаются через границу между полупроводниковым материалом n-типа (красный) и p-типа (синий).

Светодиод — это переходной диод с дополнительной функцией: он светится. Каждый раз электроны пересекают переход, они проникают в отверстия на другой стороне, высвободить излишек энергии и испустить быструю вспышку света.Все эти вспышки производят тусклое, непрерывное свечение, для которого используются светодиоды. известный.

Как работает OLED?

Artwork: Расположение слоев в простом OLED-экране.

Светодиоды

работают так же, как обычные диоды и светодиоды, но вместо использования слои полупроводников n-типа и p-типа, в них используются органические молекулы, чтобы произвести свои электроны и дырки. Сделан простой OLED до шести разных слоев. Сверху и внизу есть слои защитное стекло или пластик.Верхний слой называется уплотнением, а нижний слой — подложкой. Между этими слоями есть отрицательный вывод (иногда называемый катодом) и положительный вывод (называемый анодом). Наконец, между анод и катод — это два слоя, состоящие из органических молекул. называется эмиссионным слоем (где излучается свет, который находится рядом с катодом) и проводящий слой (рядом с анодом).

Типы OLED

Существует два разных типа OLED. Традиционные OLED-дисплеи используют небольшие органические молекулы осаждаются на стекле, чтобы произвести свет.Другой тип OLED использует большие пластиковые молекулы, называемые полимерами. Эти OLED-светодиоды называются светоизлучающие полимеры (LEP) или, иногда, полимерные светодиоды (PLED). Поскольку они напечатаны на пластике (часто с помощью модифицированная высокоточная версия струйного принтера), а не на стекла, они тоньше и гибче.

Фото: тонкие полимеры в органических светодиодах превращают электричество в свет. Полимеры также могут работать противоположным образом, преобразовывая свет в электричество, как в таких полимерных солнечных элементах.Фото Джека Демпси любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (Департамент США Энергия / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии).

OLED-дисплеи

могут быть построены различными способами. В некоторых дизайнах свет предназначен для выхода из стеклянной заглушки вверху; другие присылают свои свет через подложку внизу. Большие дисплеи тоже различаются тем, как пиксели создаются из отдельных элементов OLED. В в некоторых — красный, зеленый и синий пиксели расположены рядом; в другие пиксели накладываются друг на друга, поэтому вы получаете больше пикселей, упакованных в каждый квадратный сантиметр / дюйм дисплея и выше разрешение (правда, дисплей соответственно толще).

Преимущества и недостатки OLED

Фото: телевизоры, компьютерные мониторы и мобильные устройства (ноутбуки и планшеты) постепенно становятся тоньше благодаря технологии OLED. Фотография любезно предоставлена ​​LG Electronics, опубликована на Flickr в 2009 году под лицензией Creative Commons License.

OLED-дисплеи

превосходят ЖК-дисплеи во многих отношениях. Их самое большое преимущество в том, что они тоньше (около 0,2–0,3 мм или около 8 тысячных дюйма по сравнению с к ЖК-дисплеям, которые обычно как минимум в 10 раз толще) и следовательно, легче и намного гибче.Они ярче и не нуждаются в подсветке, поэтому они потребляют гораздо меньше энергии, чем ЖК-дисплеи (которые переводит на более длительный срок службы батареи в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны и MP3-плееры). Если ЖК-дисплеи обновляются относительно медленно (часто проблема, когда дело доходит до быстро движущихся изображений, таких как как спорт по телевизору или компьютерные игры), светодиоды срабатывают до 200 раз Быстрее. Они производят более естественные цвета (и настоящий черный) благодаря гораздо большему количеству больший угол обзора (в отличие от ЖК-дисплеев, где цвета темнеют и исчезнут, если вы посмотрите в одну сторону).Будучи намного проще, OLED должны в конечном итоге будет дешевле в производстве, чем ЖК-дисплеи (хотя они новее и дешевле хорошо принятая, технология в настоящее время намного дороже).

Что касается недостатков, одна из широко цитируемых проблем заключается в том, что OLED-дисплеи не работают так долго: деградация органических молекул означала, что ранние версии OLED, как правило, изнашиваются примерно в четыре раза быстрее, чем обычные. ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи. Производители прилагают все усилия, чтобы решить это, и это гораздо меньшая проблема, чем раньше.Другой сложность в том, что органические молекулы в OLED очень чувствительны к воды. Хотя это не должно быть проблемой для отечественных товаров, таких как как телевизоры и домашние компьютеры, это может быть более сложной задачей в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны.

Для чего используются OLED?

Фото: телевизоры и телефоны по-прежнему являются наиболее привычным применением OLED, но можно ожидать гораздо большего. за чем нужно следить, поскольку цены становятся все более конкурентоспособными по сравнению со старыми технологиями, такими как ЖК-дисплеи.Фотография изогнутого OLED-телевизора LG, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Технология OLED

все еще относительно нова по сравнению с аналогичными, давно зарекомендовавшими себя такие технологии, как LCD. Вообще говоря, вы можете использовать OLED-дисплеи. везде, где вы можете использовать ЖК-дисплеи, например, на экранах телевизоров и компьютеров и дисплеи для MP3 и мобильных телефонов. Их тонкость, большая яркость, а лучшая цветопередача предполагает, что они найдут много других интересные приложения в будущем.Их можно использовать для изготовления недорогие, анимированные рекламные щиты, например. Или сверхтонкие страницы для электронных книг и журналов. Как насчет картин на стене? обновить с компа? Планшетные компьютеры со складными дисплеями, которые аккуратно превратить в карманные смартфоны? Или даже одежду с постоянно меняющейся цвета и узоры, подключенные к программному обеспечению визуализатора, запускаемому с вашего iPod!

Компания Samsung начала использовать технологию OLED в своих телевизорах еще в 2013 году, а также в своих смартфонах Galaxy. в следующем году.Apple, изначально доминирующая на рынке смартфонов, до недавнего времени сильно отставала в технологии OLED. В 2015 году после нескольких месяцев слухов были выпущены долгожданные Apple Watch с OLED-дисплеем. Поскольку он был приклеен к высокопрочной стекло, Apple, по-видимому, меньше интересовала гибкость OLED, чем что они тоньше (оставляя место для других компонентов) и потребляют меньше энергии, чем ЖК-дисплеи, предлагая значительно более длительное время автономной работы. В 2017 году iPhone X стал первый смартфон Apple с OLED-дисплеем.

Несмотря на ажиотаж, потребители изначально не были в восторге от мобильных телефонов и телевизоров с OLED-экранами, в основном потому, что ЖК-дисплеи были намного дешевле и были испытанной и надежной технологией. Это уже не совсем так, и уж точно не в отношении телевизоров: цены на комплекты OLED резко упали, при этом некоторые OLED-телевизоры, поступившие в продажу в 2020/2021 годах, будут примерно вдвое дешевле, чем они были всего годом или двумя ранее. Что касается телефонов, преимущества OLED — (возможно) лучшее качество отображения, увеличенное время автономной работы, меньший вес и тонкость / гибкость — часто перевешивают любую простую разницу в стоимости.В красноречивом анализе 2020 года Росс Янг из консультантов по цепочке поставок дисплеев отметил устойчивый переход от ЖК-дисплеев по мере того, как Азиатские производители переводят производство на OLED и новые технологии, такие как беспроводная связь 5G. становятся все более важными. Янг прогнозирует, что на OLED будет чуть больше половины (54,5 процента) рынка дисплеев для смартфонов к 2025 году по сравнению с чуть менее четвертью (23,9 процента) в 2016 году.

Кто изобрел OLED?

Органические полупроводники были открыты в середине 1970-х Аланом Хигером, Аланом Мак-Диармидом и Хидеки Ширакавой, которые разделили Нобелевскую премию по химии в 2000 году за свою работу.Первый эффективный OLED, описываемый как «новое электролюминесцентное устройство … созданный с использованием органических материалов в качестве излучающих элементов», был разработан Ching Tang и Steven VanSlyke , затем работавшим в исследовательских лабораториях Eastman Kodak в 1987 году. Их работа, хотя и новая, построена на более ранних исследованиях электролюминесценции, о которой впервые сообщил в органических молекулах французский физик Андре Бернаноз в 1950-х годах. Он и его Коллеги применяли высоковольтные электрические поля переменного тока (переменного тока) к тонким пленкам целлюлозы и целлофана, «легированным» акридиновым оранжевым (флуоресцентным органическим красителем).К 1970 году Дигби Уильямс и Мартин Шадт сумели создать то, что они назвали «простым органическим электролюминесцентным диодом» с использованием антрацена, но только после работы Танга и Ван Слайка в 1980-х годах технология OLED стала по-настоящему практичной.

Вехи в развитии OLED с тех пор включают первый коммерческий OLED (Pioneer, 1997), первый полноразмерный OLED-дисплей (Sony, 2001), первый OLED-дисплей для мобильных телефонов (Samsung, 2007), коммерческие системы освещения OLED. (Lumiotec, 2013) и коммерческие OLED-телевизоры с большим экраном (Samsung, LG, Panasonic, Sony и др. В 2012 и 2013 годах).[1]

Как работают OLED (органические светодиоды)

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 мая 2021 г.

Вы помните старый стиль? Телевизоры с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ)? Самые большие были примерно 30–60 см (1-2 фута) в глубину и были почти слишком тяжелыми, чтобы их можно было поднять сам. Если вы думаете, что это плохо, вы бы видели, какие были телевизоры. как в 1940-е гг. ЭЛТ внутри были такими длинными, что пришлось стоять прямо, стреляя своим изображением в потолок, с небольшим зеркало вверху, чтобы его боком загнуть в комнату.Смотреть телевизор в в те дни было все равно что смотреть в перископ подводной лодки! Слава богу за прогресс. Теперь у большинства из нас есть компьютеры и телевизоры. с ЖК-экранами, достаточно тонкими, чтобы их можно было закрепить на стене, и достаточно светлые, чтобы их можно было встроить в портативные гаджеты, например сотовые телефоны. Но дисплеи, сделанные на OLED (органические светоизлучающие диод) технологии даже лучше. Они сверхлегкие, почти как бумага, теоретически достаточно гибкие, чтобы печатать на одежде, и они производить более яркую и красочную картинку.Какие они и как они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: OLED-технология обещает более тонкие, яркие и красочные телевизоры — даже с изогнутые экраны. Фотография изогнутого UHD OLED-телевизора Samsung, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Что такое светодиод?

Фото: светодиоды на электронной панели приборов. Они делают свет контролируемым движением электроны, а не нагревая нить накала.Вот почему светодиоды потребляют гораздо меньше энергии, чем обычные лампы.

светодиода (светодиоды) — миниатюрные цветные световые индикаторы. вы видите на электронных панелях приборов. Они намного меньше, больше энергоэффективен и надежнее старого образца раскаленный лампы. Вместо того, чтобы зажечь свет, нагревая проволочную нить до тех пор, пока она светится добела (так работает обычная лампа), они светятся светится, когда электроны проходят через специально обработанные («легированные») твердые материалы, из которых они сделаны.

OLED — это просто светодиод где свет производится («излучается») органическими молекулами. Когда в наши дни люди говорят об органических вещах, они обычно относится к продуктам питания и одежде, произведенным в экологически чистых дружелюбный способ без применения пестицидов. Но когда дело доходит до химия того, как сделаны молекулы, слово имеет полностью другое значение. Органические молекулы — это просто молекулы, основанные на линии или кольца атомов углерода, включая такие обычные вещи, как сахар, бензин, спирт, дерево и пластмассы.

Как работает обычный светодиод?

Прежде чем вы сможете понять OLED, полезно понять, как обычный светодиод работает — так что вот краткое резюме. Возьмите две пластины полупроводника. материал (что-то вроде кремния или германия), немного богатый электроны (называемые n-типом) и один немного бедный электронами (если вы предпочитаю, это то же самое, что сказать, что там много «дыр», где электроны должны быть, что называется р-типом). Присоединяйтесь к n-типу и плиты p-типа вместе, и там, где они встречаются, получается что-то вроде нейтральная, ничейная земля, образующаяся на стыке, где излишки электроны и дырки пересекаются и нейтрализуют друг друга.Теперь подключите электрические контакты к двум плитам и включите питание. Если соединить контакты в одну сторону, электроны текут через соединение. от богатых к бедным, в то время как дыры текут в другую сторону, и ток течет через соединение и через вашу цепь. Подключите контактирует в другую сторону, и электроны и дырки не пересекаются; ток вообще не течет. То, что вы здесь сделали, называется перекрестком диод: электронная улица с односторонним движением, позволяющая течь току только в одном направлении.Мы объясним все это более ясно и подробно. подробнее в нашей основной статье о диодах.

Рисунок: переходной диод позволяет току течь, когда электроны (черные точки) и дырки (белые точки) перемещаются через границу между полупроводниковым материалом n-типа (красный) и p-типа (синий).

Светодиод — это переходной диод с дополнительной функцией: он светится. Каждый раз электроны пересекают переход, они проникают в отверстия на другой стороне, высвободить излишек энергии и испустить быструю вспышку света.Все эти вспышки производят тусклое, непрерывное свечение, для которого используются светодиоды. известный.

Как работает OLED?

Artwork: Расположение слоев в простом OLED-экране.

Светодиоды

работают так же, как обычные диоды и светодиоды, но вместо использования слои полупроводников n-типа и p-типа, в них используются органические молекулы, чтобы произвести свои электроны и дырки. Сделан простой OLED до шести разных слоев. Сверху и внизу есть слои защитное стекло или пластик.Верхний слой называется уплотнением, а нижний слой — подложкой. Между этими слоями есть отрицательный вывод (иногда называемый катодом) и положительный вывод (называемый анодом). Наконец, между анод и катод — это два слоя, состоящие из органических молекул. называется эмиссионным слоем (где излучается свет, который находится рядом с катодом) и проводящий слой (рядом с анодом).

Типы OLED

Существует два разных типа OLED. Традиционные OLED-дисплеи используют небольшие органические молекулы осаждаются на стекле, чтобы произвести свет.Другой тип OLED использует большие пластиковые молекулы, называемые полимерами. Эти OLED-светодиоды называются светоизлучающие полимеры (LEP) или, иногда, полимерные светодиоды (PLED). Поскольку они напечатаны на пластике (часто с помощью модифицированная высокоточная версия струйного принтера), а не на стекла, они тоньше и гибче.

Фото: тонкие полимеры в органических светодиодах превращают электричество в свет. Полимеры также могут работать противоположным образом, преобразовывая свет в электричество, как в таких полимерных солнечных элементах.Фото Джека Демпси любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (Департамент США Энергия / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии).

OLED-дисплеи

могут быть построены различными способами. В некоторых дизайнах свет предназначен для выхода из стеклянной заглушки вверху; другие присылают свои свет через подложку внизу. Большие дисплеи тоже различаются тем, как пиксели создаются из отдельных элементов OLED. В в некоторых — красный, зеленый и синий пиксели расположены рядом; в другие пиксели накладываются друг на друга, поэтому вы получаете больше пикселей, упакованных в каждый квадратный сантиметр / дюйм дисплея и выше разрешение (правда, дисплей соответственно толще).

Преимущества и недостатки OLED

Фото: телевизоры, компьютерные мониторы и мобильные устройства (ноутбуки и планшеты) постепенно становятся тоньше благодаря технологии OLED. Фотография любезно предоставлена ​​LG Electronics, опубликована на Flickr в 2009 году под лицензией Creative Commons License.

OLED-дисплеи

превосходят ЖК-дисплеи во многих отношениях. Их самое большое преимущество в том, что они тоньше (около 0,2–0,3 мм или около 8 тысячных дюйма по сравнению с к ЖК-дисплеям, которые обычно как минимум в 10 раз толще) и следовательно, легче и намного гибче.Они ярче и не нуждаются в подсветке, поэтому они потребляют гораздо меньше энергии, чем ЖК-дисплеи (которые переводит на более длительный срок службы батареи в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны и MP3-плееры). Если ЖК-дисплеи обновляются относительно медленно (часто проблема, когда дело доходит до быстро движущихся изображений, таких как как спорт по телевизору или компьютерные игры), светодиоды срабатывают до 200 раз Быстрее. Они производят более естественные цвета (и настоящий черный) благодаря гораздо большему количеству больший угол обзора (в отличие от ЖК-дисплеев, где цвета темнеют и исчезнут, если вы посмотрите в одну сторону).Будучи намного проще, OLED должны в конечном итоге будет дешевле в производстве, чем ЖК-дисплеи (хотя они новее и дешевле хорошо принятая, технология в настоящее время намного дороже).

Что касается недостатков, одна из широко цитируемых проблем заключается в том, что OLED-дисплеи не работают так долго: деградация органических молекул означала, что ранние версии OLED, как правило, изнашиваются примерно в четыре раза быстрее, чем обычные. ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи. Производители прилагают все усилия, чтобы решить это, и это гораздо меньшая проблема, чем раньше.Другой сложность в том, что органические молекулы в OLED очень чувствительны к воды. Хотя это не должно быть проблемой для отечественных товаров, таких как как телевизоры и домашние компьютеры, это может быть более сложной задачей в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны.

Для чего используются OLED?

Фото: телевизоры и телефоны по-прежнему являются наиболее привычным применением OLED, но можно ожидать гораздо большего. за чем нужно следить, поскольку цены становятся все более конкурентоспособными по сравнению со старыми технологиями, такими как ЖК-дисплеи.Фотография изогнутого OLED-телевизора LG, любезно предоставленная K & amacr; rlis Dambr & amacr; ns. опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons (CC BY 2.0).

Технология OLED

все еще относительно нова по сравнению с аналогичными, давно зарекомендовавшими себя такие технологии, как LCD. Вообще говоря, вы можете использовать OLED-дисплеи. везде, где вы можете использовать ЖК-дисплеи, например, на экранах телевизоров и компьютеров и дисплеи для MP3 и мобильных телефонов. Их тонкость, большая яркость, а лучшая цветопередача предполагает, что они найдут много других интересные приложения в будущем.Их можно использовать для изготовления недорогие, анимированные рекламные щиты, например. Или сверхтонкие страницы для электронных книг и журналов. Как насчет картин на стене? обновить с компа? Планшетные компьютеры со складными дисплеями, которые аккуратно превратить в карманные смартфоны? Или даже одежду с постоянно меняющейся цвета и узоры, подключенные к программному обеспечению визуализатора, запускаемому с вашего iPod!

Компания Samsung начала использовать технологию OLED в своих телевизорах еще в 2013 году, а также в своих смартфонах Galaxy. в следующем году.Apple, изначально доминирующая на рынке смартфонов, до недавнего времени сильно отставала в технологии OLED. В 2015 году после нескольких месяцев слухов были выпущены долгожданные Apple Watch с OLED-дисплеем. Поскольку он был приклеен к высокопрочной стекло, Apple, по-видимому, меньше интересовала гибкость OLED, чем что они тоньше (оставляя место для других компонентов) и потребляют меньше энергии, чем ЖК-дисплеи, предлагая значительно более длительное время автономной работы. В 2017 году iPhone X стал первый смартфон Apple с OLED-дисплеем.

Несмотря на ажиотаж, потребители изначально не были в восторге от мобильных телефонов и телевизоров с OLED-экранами, в основном потому, что ЖК-дисплеи были намного дешевле и были испытанной и надежной технологией. Это уже не совсем так, и уж точно не в отношении телевизоров: цены на комплекты OLED резко упали, при этом некоторые OLED-телевизоры, поступившие в продажу в 2020/2021 годах, будут примерно вдвое дешевле, чем они были всего годом или двумя ранее. Что касается телефонов, преимущества OLED — (возможно) лучшее качество отображения, увеличенное время автономной работы, меньший вес и тонкость / гибкость — часто перевешивают любую простую разницу в стоимости.В красноречивом анализе 2020 года Росс Янг из консультантов по цепочке поставок дисплеев отметил устойчивый переход от ЖК-дисплеев по мере того, как Азиатские производители переводят производство на OLED и новые технологии, такие как беспроводная связь 5G. становятся все более важными. Янг прогнозирует, что на OLED будет чуть больше половины (54,5 процента) рынка дисплеев для смартфонов к 2025 году по сравнению с чуть менее четвертью (23,9 процента) в 2016 году.

Кто изобрел OLED?

Органические полупроводники были открыты в середине 1970-х Аланом Хигером, Аланом Мак-Диармидом и Хидеки Ширакавой, которые разделили Нобелевскую премию по химии в 2000 году за свою работу.Первый эффективный OLED, описываемый как «новое электролюминесцентное устройство … созданный с использованием органических материалов в качестве излучающих элементов», был разработан Ching Tang и Steven VanSlyke , затем работавшим в исследовательских лабораториях Eastman Kodak в 1987 году. Их работа, хотя и новая, построена на более ранних исследованиях электролюминесценции, о которой впервые сообщил в органических молекулах французский физик Андре Бернаноз в 1950-х годах. Он и его Коллеги применяли высоковольтные электрические поля переменного тока (переменного тока) к тонким пленкам целлюлозы и целлофана, «легированным» акридиновым оранжевым (флуоресцентным органическим красителем).К 1970 году Дигби Уильямс и Мартин Шадт сумели создать то, что они назвали «простым органическим электролюминесцентным диодом» с использованием антрацена, но только после работы Танга и Ван Слайка в 1980-х годах технология OLED стала по-настоящему практичной.

Вехи в развитии OLED с тех пор включают первый коммерческий OLED (Pioneer, 1997), первый полноразмерный OLED-дисплей (Sony, 2001), первый OLED-дисплей для мобильных телефонов (Samsung, 2007), коммерческие системы освещения OLED. (Lumiotec, 2013) и коммерческие OLED-телевизоры с большим экраном (Samsung, LG, Panasonic, Sony и др. В 2012 и 2013 годах).[1]

Как работают органические светодиоды

OLED ( Organic Light-Emitting Diode ) похож на светодиод; однако OLED имеет излучающий электролюминесцентный слой пленки, состоящий из органических молекул. Свет излучается, когда электрический ток проходит через органические молекулы. Итак, почему бы вам выбрать OLED вместо LCD (жидкокристаллический дисплей) или VFD (вакуумный флуоресцентный дисплей)? Что ж, отвечая на ваш вопрос, OLED тоньше и имеет лучший дисплей.OLED имеет более яркий, более контрастный дисплей, более быстрое время отклика, более широкие углы обзора и меньшее энергопотребление. OLED-дисплей
Что составляет OLED?

OLED состоит из 6 слоев, каждый из которых играет роль в обеспечении хорошей структуры и энергоэффективности OLED:

1. Уплотнение: Стеклянная верхняя пластина
2. Катод: Отрицательно заряженный электрод (притягивает катионы)
3. Эмиссионный слой: Состоит из органических молекул или полимеров, переносящих электроны от катодного слоя
4. Проводящий слой: Состоит из органических молекул или полимеров, переносящих отверстия из анодного слоя
5. Анод: Положительно заряженный электрод (притягивает электроны или анионы)
6. Подложка: Стеклянная нижняя пластина

Как светодиоды излучают свет?

Для излучения света OLED необходимо подать электрический ток на анодный и катодный слои.Энергия проходит от катодного слоя через органический материал (излучающий и проводящий слой) к анодному слою. Ток отдает электроны излучающему слою и удаляет электроны из проводящего слоя. Удаление электронов оставляет дыры в проводящем слое, которые необходимо повторно заполнить электронами. Чтобы рекомбинировать с электронами, дырки перескакивают из проводящего слоя в заполненный электронами излучающий слой. Когда электроны заполняют эти отверстия, высвобождается дополнительная энергия, которая производит яркий электролюминесцентный свет, который виден через самый внешний слой стекла (подложка и уплотнение).

Вместо подсветки, как в светодиодах, OLED-дисплей самоподсвечивается из-за своего органического материала. Из-за отсутствия подсветки OLED-светодиоды значительно тоньше стандартных модулей LCD или VFD.

Типы OLED и их использование

Существуют различные типы OLED, такие как OLED с пассивной матрицей, OLED с активной матрицей, прозрачные OLED, OLED с верхним светом, складные OLED и белые OLED.

OLED с пассивной матрицей (PMOLED) имеют анодные полоски, которые расположены перпендикулярно катодным полоскам.Это конкретное пересечение состоит из пикселей, излучающих свет. Яркость каждого пикселя пропорциональна величине приложенного тока. Однако для подачи тока на выбранные полосы анодов и катодов необходима внешняя схема. Эта внешняя схема заставляет PMOLED потреблять больше энергии, чем другие типы OLED. PMOLED хороши для текста, значков и небольших экранов (например, сотовых телефонов).

PMOLED Структура
OLED с активной матрицей (AMOLED) имеют тонкопленочный транзистор (TFT) под анодным слоем, который образует матрицу.Массив TFT определяет, какие пиксели включаются для формирования изображения. Массивы TFT требуют меньше энергии, чем внешние схемы, поэтому AMOLED потребляют меньше энергии, чем PMOLED. AMOLED более эффективны для больших дисплеев и видео (потому что у них более высокая частота обновления). AMOLED обычно используются для компьютерных мониторов, экранов телевизоров и электронных вывесок / рекламных щитов. Структура AMOLED
Прозрачные OLED-светодиоды изготовлены только из прозрачных материалов, таких как подложка, катод и анод.Когда OLED выключен, он прозрачен до 85%, но после включения OLED свет может проходить в обоих направлениях. Прозрачные OLED-светодиоды также могут быть пассивными или активными. Прозрачные OLED-дисплеи используются для отображения на лобовом стекле, таких как Google Glass или самолеты. Эти дисплеи называются хедз-ап дисплеями, потому что пользователь может смотреть вперед, вместо того, чтобы постоянно смотреть вверх и вниз между проходом впереди и приборной панелью. Проекционный дисплей Прозрачная структура OLED OLED-структура с верхним излучением

OLED с верхним излучением имеют подложку, которая может быть непрозрачной или отражающей.Этот тип OLED лучше всего работает с конструкцией с активной матрицей. Основное применение OLED-дисплеев с верхним излучением — смарт-карты (также известные как карты с микропроцессорным чипом).

Складные OLED-светодиоды состоят из гибкой металлической фольги или пластика для подложки. Складные OLED-светодиоды очень легкие и прочные, что помогает предотвратить поломку устройств, в которых они находятся. Некоторые компании, производящие сотовые телефоны, начали использовать складные OLED-дисплеи в своих устройствах.

Белые светодиоды излучают белый свет, который ярче и более энергоэффективен, чем свет, излучаемый люминесцентными лампами.Использование белых органических светодиодов в домах и зданиях — это шаг, который может помочь сократить расходы на электроэнергию.

Плюсы и минусы OLED

Плюсы
Генерирует все цвета / яркие изображения
Широкий угол обзора (почти 90 °)
Низкое энергопотребление (при просмотре более темных цветов)
Быстрое время отклика

Минусы
Некоторые OLED чувствительны к влаге
Ограниченный срок службы (в основном из-за чувствительности к влаге)
Более высокое энергопотребление (при просмотре более ярких цветов)
Продолжительное воздействие ультрафиолетового света может повредить OLED

Органический светодиод — обзор

4.4 Бактериальная целлюлозная мембрана в форме биокомпозитного полимера на OLEDS

OLED продемонстрировал большие возможности благодаря его активному использованию в различных целях, а также простоте производственного процесса [111]. В качестве элемента новых оптоэлектронных и фотонных устройств OLED собираются, как правило, между тремя или более составами органических молекул материалов, где такая конфигурация состоит из слоя инжекции электронов, излучающего слоя и HIL [112–114]. В этом отношении относительно слабая природа силы Ван-дер-Ваальса играет роль в системе соединения органических устройств, в которой небольшие молекулы OLED с вакуумным осаждением изготавливаются на подложках из пленочной пленки, то есть на полиэтилентерефталате (ПЭТ) и поликарбонате (ПК). [115,116].Этот уникальный процесс изготовления может позволить развить гибкость, увеличивая количество приложений, от электронной бумаги (e-paper) до медицинских датчиков. Одно из возможных и недавних применений гибких органических светоизлучающих диодов (FOLED) состоит в их использовании для фотодинамической терапии (PDT) для лечения рака кожи и других кожных заболеваний. Богатый в природе БК, продуцируемый грамотрицательными уксуснокислыми бактериями G. xylinus , имеет гибкий субстрат с биосовместимыми свойствами [117–120].Методы щелочной обработки также использовались для обработки мембраны BC для увеличения ее прочности на разрыв, снижения скорости пропускания кислорода и улучшения цвета [117,118].

Чтобы получить подложку OLED, пленки ITO с высокой проводимостью при комнатной температуре были нанесены на высушенный BC под воздействием 30 Вт r.f. магнетронное распыление, давление 8 МПа в атмосфере аргона при 30 Вт r.f. мощность с прослойкой SiO и без нее. Нановолокна ультратонкой сетки, называемые «наноцеллюлозы», получают из культуры с трехмерной структурой.Функционализированные субстраты были структурно, оптически и электрически охарактеризованы, а затем использованы для изготовления низкомолекулярных ВОЛЭ с соединением Alq3 в качестве излучающего слоя [121]. На разных подложках были изготовлены три OLED, чтобы продемонстрировать возможность создания устройств на основе мембран BC; Среди них первый — это промышленный ITO на стекле со ссылкой на эталон, второй — тонкопленочный промежуточный слой между BC мембраной с SiO, а третий — просто ITO, нанесенный непосредственно на BC мембрану.

Для оптоэлектронных устройств изготавливаются низкомолекулярные OLED с мембраной BC под напряжением прямого смещения, с положительным электродом ITO и отрицательным электродом AL в окружающей атмосфере без герметизации устройства [122]. Спектры электролюминесценции были измерены в результате различных напряжений смещения от ВС мембраны FOLED, как показано на рис. 10.14. Хотя форма полосы и длина волны аналогичны устройству для эталонного стекла подложки, электрические характеристики отличаются из-за более хрупкого электрического поведения подложки BC.Рис. 10.15–10.17 показаны характеристические кривые зависимости плотности тока от напряжения (J от V) для мембранного устройства ITO / SiO BC и эталонного устройства, а также зависимости тока от напряжения, соответственно. Устройство с подложкой BC давало меньшее напряжение включения по сравнению с эталоном на стекле. OLED с мембраной BC, наблюдаемое соотношение яркости OLED было 1: 0,5: 0,25, соответственно, с 2400 кд / м ² в качестве значения для эталонного OLED. Наблюдалось пропускание видимого света около 40%. Сопротивление, подвижность и концентрация носителей заряда нанесенных пленок ITO составляли 4.90 × 10 ⁻⁴ Ом / см (для толщины 185 нм), 8,08 см ² / В · с и -1,5 × 10 соответственно, что сопоставимо с коммерческими подложками ITO.

Рисунок 10.14. Интенсивность излучения OLED на основе BC мембраны в зависимости от напряжения смещения.

Такие же характеристики наблюдались для всех подложек. На вставке изображен OLED на основе BC мембраны [122].

Copyright 2010. Воспроизведено с разрешения John Wiley & amp; Сыновья.

Рисунок 10.15. Характеристики плотности тока (Дж) и мощности в зависимости от приложенного напряжения (В) для устройства с подложкой BC.

На вставке показана схематическая диаграмма OLED на основе BC мембраны [122].

Copyright 2010. Воспроизведено с разрешения John Wiley & amp; Сыновья.

Рисунок 10.16. Плотность тока (Дж) и мощность в зависимости от приложенного напряжения (В) для эталонного OLED [122].

Copyright 2010. Воспроизведено с разрешения John Wiley & amp; Сыновья.

Рисунок 10.17. Органические светодиоды (OLED) на нанокомпозите BC.

Он мог излучать свет, когда был плоским (A) и изогнутым (B) [95].

Copyright 2012. Воспроизведено с разрешения Elsevier Ltd.

Гибкий электронный материал призван сделать нашу жизнь проще и удобнее. Благодаря этим гибким материалам появляется много новых концепций, чтобы оценить наши потребности. Молния на зданиях и украшениях, умный текстиль предлагает более модную жизнь. Греффрой и др. [123] привлекли внимание к использованию OLED, который был изготовлен на стеклянной подложке, которая во многих работах была заменена полимерной гибкой подложкой [124–127].Предлагаемый CTE был ограничен до 20 ppm / K, чтобы функциональные материалы OLED-схемы не разрушались при колебаниях температуры.

Чтобы найти способ преодолеть ограничение CTE, Juntaro et al. [128] и Wu et al. [129] сосредоточены на использовании нанокомпозита наноразмерной целлюлозы и полимерных матриц. Ранее (Накагайто и Яно) было показано, что наноразмерный СУ имеет очень низкий КТР (0,1 ppm / K) при типичной толщине (ширина 10 и 50 нм) [130]. Обладая этими преимуществами, в некоторых работах [131, 132] использовалась оптически прозрачная подложка OLED с любым элементом, который имеет длину волны в пределах одной десятой длины волны видимого света.Hsieh et al. [133] обнаружили, что модуль Юнга одной фибриллы составляет 114 ГПа, что делает этот армирующий агент более подходящим для создания нанокомпозита. Czaja et al. [134] обнаружили его степень кристалличности около 89%, Watanabe et al. [135] измерили его степень полимеризации, которая составляет 14 400. Кроме того, Ким и др. [136] получили высокую удельную площадь (37 м ² / г). Все эти особенности делают его более привлекательным для исследователей.

Итак, для OLED-дисплея теперь требуется прозрачная и гибкая нанокомпозитная пленка.В качестве подложки используется лист BC, осажденный SiO ₂ . Okahisa et al. [126] использовали акриловую смолу и нановолокно ацетилированной целлюлозы, полученные из древесного порошка, чтобы сделать свою основу, тогда как OLED был изготовлен методом центрифугирования, напыления, вакуумного осаждения и химического осаждения из паровой фазы.

Подложки из акриловой смолы и пленки BC были использованы Yano et al. [137], а также Nogi et al. [138], а также Ивамото и др. [139] впервые использовали субстрат, состоящий из акриловой смолы и крафт-целлюлозы.Okahisa et al. [88] следовали Juntaro et al. [128] с использованием BC и Sain et al. [140] с использованием целлюлозной биомассы для разработки гибкой подложки OLED. The Hagen et al. и другие группы [71,72,101] успешно использовали ДНК в процессе устройства OLED. Чтобы соответствовать концепции Грина, нанокомпозит был разработан многими работами. Этот процесс был направлен на минимизацию использования и образования опасных материалов. Изготовленный нанокомпозит стал хорошим кандидатом для гибкого OLED-дисплея из-за его хороших оптических, термических и стабильных свойств [141–143].Метод термического напыления оценивал характеристики изготовленного OLED по соотношению между напряжением и яркостью, приложенным плотностью тока, где эффективность мощности оценивалась как функция яркости [48].

Подробную информацию о получении нанокомпозита BC и характеристиках можно найти у Ummartyotin et al. [95]. Они успешно составили прозрачный и гибкий нанокомпозит со смолой на основе БЦ и полиуретана в качестве подложки. Они утверждали, что получили 80% светопропускания и стабильность размеров 18 ppm / K с точки зрения КТР, что хорошо соответствовало критериям подложки OLED.И они обнаружили удивительные характеристики этой подложки, например, она может излучать свет при изгибе, что является доказательством того, что нанокомпозит BC является очень многообещающим кандидатом в качестве подложки, и еще многие работы еще нуждаются в расширении его применения.

Гладкая поверхность нанокомпозита BC также влияет на прозрачность пленки, поскольку дифракция света на поверхности будет равномерной. Напротив, относительно более грубая поверхность листа BC заставляет свет преломляться более случайным образом.На рис. 10.18 показаны изображения АСМ листа BC (рис. 10.18A) и нанокомпозита BC (рис. 10.18B), полученные в режиме бокового контакта. Шероховатость листа уменьшается с 2,711 мкм до 33,33 нм, поскольку поры микронного размера в листе BC заполняются смолой.

Рисунок 10.18. АСМ-исследования (А) листа BC и (B) нанокомпозита BC [95].

Copyright 2012. Воспроизведено с разрешения Elsevier Ltd.

Что такое OLED и что он может сделать для вашего телевизора?

Изогнутые OLED-дисплеи LG

позволяют создавать впечатляющие дизайны.

Сара Тью / CNET

Во всех современных телевизорах используется одна из двух основных технологий отображения: LCD и OLED. Подавляющее большинство из них — это ЖК-дисплеи, и только некоторые современные телевизоры от LG и Sony оснащены OLED-дисплеями. Хотя ЖК-дисплеи могут быть нормой, OLED-телевизоры в целом предлагают лучшее качество изображения, хотя и по более высокой цене.

Вы, наверное, слышали, что OLED обсуждали, когда дело касается дисплеев мобильных телефонов. В топовых моделях Apple, Samsung, Google и других используются OLED-экраны.Это похоже на технологию OLED в телевизорах, хотя и не совсем то же самое.

Чем OLED отличается от ЖК-дисплеев, которые можно найти в большинстве домов? Как они создают более привлекательные изображения? Почему они такие дорогие? Читать дальше.

---

CNET Now

Все последние технические новости доставляются на ваш почтовый ящик. Это бесплатно!

---

Органический контраст

OLED — органический светодиод. Каждый пиксель на OLED-дисплее сделан из материала, который светится, когда вы ударяете по нему электричеством.Похоже на нагревательные элементы в тостере, но с меньшим нагревом и лучшим разрешением. Этот эффект называется электролюминесценцией, что является одним из тех восхитительных слов, которые велики, но на самом деле имеют смысл: «электро» для электричества, «люмин» для света и «escence» для, ну, в основном, «сущность».

Что такое «органическая» часть? Конкретные электролюминесцентные материалы, используемые в OLED-дисплеях, представляют собой органические соединения, что означает, что они содержат углерод и некоторые другие ингредиенты. Для каждого цвета требуются разные органические соединения (хотя это не обязательно цвета, которые вы видите по телевизору — подробнее об этом позже).

Это означает, что каждый крошечный пиксель OLED на экране создает свет в зависимости от того, какой электрический ток вы ему посылаете. Много тока, много света. Нет тока, нет света. И это один из ключей к отличному качеству изображения OLED.

Маркетинг OLED-телевизоров часто заявляет о «бесконечных» коэффициентах контрастности, и хотя это может звучать как типичная гипербола, это один из чрезвычайно редких случаев, когда такие утверждения действительно верны. Поскольку OLED может воспроизводить идеальный черный цвет, вообще не излучающий света, его коэффициент контрастности (выраженный как самый яркий белый, разделенный на самый темный черный) технически бесконечен.А коэффициент контрастности, пожалуй, самый важный аспект качества изображения.

Освещение OLED-телевизора :

• Чрезвычайно темный черный цвет
• Отсутствие «засветки» вокруг ярких объектов на темном фоне
• Лучший коэффициент контрастности среди всех существующих типов дисплеев
• Не такой яркий, как большинство ЖК-дисплеев
• В настоящее время только производится от LG Display, хотя продается LG и Sony (и другими брендами за пределами США).

OLED по сравнению с ЖК-дисплеем

OLED — единственная технология, позволяющая получать абсолютно черный и чрезвычайно яркий белый цвет на попиксельной основе.LCD определенно не может этого сделать, и даже хваленая, любимая, давно ушедшая из жизни плазменная панель не могла сделать абсолютный черный цвет.

Почему ЖК-дисплей не может этого сделать? Жидкий кристалл, который делает ЖК-дисплей ЖК-дисплеем, блокирует только свет, создаваемый его подсветкой. Это как поставить солнцезащитные очки перед свечой. Даже самые лучшие ЖК-дисплеи не могут полностью блокировать весь свет, поэтому, чтобы получить эти чернильные черные цвета, как в кинотеатре, вам нужно выключить подсветку («свеча» в этой аналогии).

Сара Тью / CNET

В большинстве ЖК-дисплеев вся подсветка работает как единое целое, затемняя весь экран (если это так).ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой с локальным затемнением намного лучше, но все же независимо затемняют и осветляют только относительно большие «зоны» экрана. В OLED-телевизорах «затемнение» работает попиксельно. Таким образом, в то время как лучшие ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой с локальным затемнением могут иметь несколько десятков, несколько сотен или до 1000 зон затемнения на экране, 4K OLED-телевизор имеет более 8 миллионов — по одной на каждый пиксель. Ни один ЖК-дисплей не имеет такого контроля над яркостью каждого пикселя, как OLED-телевизор.

OLED, тем не менее, не обладает такой высокой светоотдачей, как у лучших ЖК-телевизоров текущего поколения.Они по-прежнему очень яркие и имеют лучший черный цвет для лучшего коэффициента контрастности, но в хорошо освещенной комнате или под прямыми солнечными лучами вы сможете лучше видеть ЖК-дисплей. Благодаря этому лучшему коэффициенту контрастности в большинстве других ситуаций или в комнате с занавесками, телешоу и фильмы — все от стандартной четкости до высокой четкости и 4K с широким динамическим диапазоном — все действительно популярно.

Желтый плюс синий превращается в зеленый (а также красный, голубой и пурпурный)

В настоящее время все OLED-телевизоры производятся LG, и то, как они их делали, довольно необычно.Все телевизоры для создания изображений, которые вы смотрите, используют красный, зеленый и синий, смешанные вместе, чтобы создать все цвета радуги (ну, не совсем все цвета, но большинство). Для создания цветного света ЖК-дисплеи используют цветные фильтры RGB, в то время как плазма использует люминофор RGB, а недолговечные OLED-телевизоры Samsung (и все их телефоны с OLED-экранами) используют красные, зеленые и синие OLED-элементы.

OLED от LG использует только два цвета: сэндвич из синего и желтого OLED-материалов. Затем с помощью цветных фильтров желтый и синий свет фильтруются, чтобы создать красный, зеленый и синий.Чтобы добавить немного яркости, также есть чистый «белый» элемент. Будет намного проще, если я покажу вам:

Шаги по созданию изображения с помощью OLED от LG.

Желтый материал OLED излучает желтый (т.е. красный и зеленый) свет. В сочетании с синим (1) это создает «белый» свет (2). С помощью цветных фильтров (3) создается желаемый цвет субпикселя (включая прозрачный / белый) (4).

Джеффри Моррисон / CNET

Хотя это кажется странным и запутанным, очевидно, что это работает, поскольку LG — единственная компания, которая успешно продала широкоэкранные OLED-телевизоры в любых количествах.Это потому, что его производство более рентабельно (ключевое слово здесь — «больше»).

Очевидные недостатки, такие как светоотдача и точность цветопередачи, не кажутся проблемой. Конечно, они не такие яркие, как самые яркие ЖК-дисплеи, но они все равно очень яркие, а текущие модели имеют такую ​​же цветовую насыщенность, как и лучшие ЖК-дисплеи.

Сейчас играет: Смотри: Обзор телевизора LG B9 OLED: это высококлассный телевизор 2019 года выпуска…

3:45

Burn-in

Говоря о очевидных недостатках, вот еще один: выгорание. Или, по крайней мере, возможность пригорания. Выгорание — это когда область экрана не может давать такое же количество света, как остальная часть. Он существенно более изношен, чем остальные. Этот участок может выглядеть так, как будто он имеет небольшую тень, или, в крайнем случае, вы можете различить форму того, что выгорело.Например, при смене канала может быть видно нечеткое остаточное изображение логотипа канала новостной станции.

OLED-телевизоры подвержены выгоранию, но во всех случаях, кроме самых крайних, то, что вы видите, более точно описывается как «остаточное изображение». Остаточное изображение исчезает после просмотра чего-либо еще в течение нескольких минут. Выгорание является постоянным и произойдет только в том случае, если, скажем, вы будете смотреть только один канал по 8 часов в день каждый день. Если вы используете телевизор для просмотра различного контента (т.е., более одного канала), все должно быть в порядке.

Вот часть экрана OLED-телевизора LG C8 2018 года с серым тестовым шаблоном после 5 часов просмотра CNN в самом ярком (ярком) режиме. Это одно и то же изображение, но мы обвели раздел с логотипом справа, чтобы выделить его. Чтобы лучше видеть, увеличьте яркость экрана и найдите прямоугольную форму. Лично он более заметен в темной комнате, но гораздо менее заметен на движущихся изображениях, чем на тестовом шаблоне. Поскольку он исчез после запуска программы LG Pixel Refresher, это пример того, что изображение остается, а не выгорает.

Сара Тью / CNET

Мы не думаем, что выгорание будет проблемой для большинства людей, поэтому мы по-прежнему рекомендуем OLED-телевизоры людям, которые ищут наилучшее качество изображения. Если вам интересно узнать о выгорании и остаточном изображении, ознакомьтесь с выгоранием OLED-экрана: что вам нужно знать.

Срок службы

Еще один частый вопрос, который я задаю об OLED-телевизорах, — как долго они прослужат. Синий OLED-материал всегда был более короткоживущим, чем другие «разновидности» OLED.Но ждать! Я слышу, как вы восклицаете. Разве это не означало бы, что весь телевизор LG вымрет из-за более высокой скорости синего цвета, поскольку каждый пиксель включает синий цвет? Очевидно, сочетание синего OLED с желтым, как это сделала LG, обеспечивает преимущества в долговечности.

По словам представителя LG: «Мы обеспечили срок службы OLED-телевизоров более 50 000 часов, что обычно дольше, чем у обычных телевизоров». Итак, если вы смотрите телевизор шесть часов в день, это более 22 лет использования.

По крайней мере, так долго они ожидают, что панель прослужит.В большинстве современных телевизоров любой техники именно блок питания умирает задолго до панели. Не говоря уже о том, что телевизор, купленный сегодня, вероятно, не сможет быть подключен ни к чему через 22 года (точно так же, как телевизоры 1994 года устарели сегодня). Но это для другой статьи.

Будущее

Как и в случае с любой другой технологией, мы увидим более крупные, дешевые и лучшие OLED от LG, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. LG уже показала OLED-телевизоры, которые сворачиваются, а также впечатляющие и огромные модели 8K.

Samsung на короткое время продавала OLED-телевизоры, но фактически уступила пространство OLED-телевизоров LG. Ходят слухи, что в ближайшем будущем они могут измениться, но пока это все еще игра LG. Sony покупает OLED-панели у LG и вносит в них свою собственную обработку и дизайн. За пределами США такие же компании, как Panasonic и Philips.

Два пузырька с фотолюминесцентными квантовыми точками рядом с прототипом синей фотоэлектролиминесцентной КТ.

Наносис — Аманда Карпентер и Олег Грачев

Одна из самых интересных современных ЖК-технологий — это квантовые точки.Эти микроскопические частицы светятся определенным цветом, когда вы даете им энергию. Многие новые телевизоры имеют люминесцентную версию photo с точками, которые светятся определенным цветом при попадании света (обычно это свет от светодиодной подсветки). Они помогают светодиодные дисплеи достижения более глубоких цветов, необходимых широкой цветовой гаммы аспект высокого динамического диапазона (HDR).

Вниз по дороге чуть дальше находится электролюминесцентная версия этой технологии. Отсутствие светодиодной подсветки; просто пиксели из квантовых точек.Эти дисплеи с квантовыми точками прямого обзора, если хотите, QLED, должны предлагать все преимущества OLED по еще более низким ценам. Это то, чем занимается Samsung, поскольку не может заставить OLED работать на экранах больших размеров.

Возможно, самое интересное, это не взаимоисключающие технологии. Квантовым точкам (фотолюминесцентной версии) все равно, какой свет вы им даете. Таким образом, у вас может быть материал OLED, создающий один цвет света, а квантовые точки создают другие цвета (вместо цветовых фильтров).Может, это будет QOLED («Куох-свинец»)? Q-DOLED («Que-doh-lead»)?

В любом случае, посмотрим.

В ближайшем будущем появится мини-светодиод. Хотя здесь по-прежнему используется ЖК-слой, существует гораздо больше светодиодов, создающих свет. Большинство ЖК-дисплеев с локальным затемнением (то есть практически все ЖК-дисплеи высокого класса, представленные сегодня на рынке) имеют несколько сотен светодиодов. Первый мини-светодиод TCL 8-й серии насчитывает 25000 светодиода. В результате получается изображение, гораздо более близкое к OLED, без надбавки к цене этой технологии.Увидим ли мы больше мини-светодиодов в будущем? Наверное, по крайней мере, до тех пор, пока мы не получим MicroLED, это совершенно другая технология, причем еще более крутая.

Итог

OLED-дисплеи дороги, но их падение в цене по сравнению с тем, что было всего несколько лет назад, является значительным. Это несколько выровнялось, но взамен они стали еще лучше, с более высокой яркостью и более широкой цветовой гаммой.

За прошедшие годы мы рассмотрели несколько моделей OLED, и они неизменно дают фантастически выглядящие изображения.Они регулярно выбираются CNET за лучшее качество изображения в году.

Хотели бы мы, чтобы они были еще дешевле и производились более чем одной компанией? Абсолютно. А до тех пор они обязательно сделают прекрасные снимки.

---

Есть вопрос для Джеффа? Во-первых, ознакомьтесь со всеми другими статьями, которые он написал на такие темы, как почему вам не следует покупать дорогие кабели HDMI, объяснения разрешения телевизора, как работает HDR и многое другое.

Остались вопросы? Напишите ему в Твиттере @TechWriterGeoff, а затем посмотрите его фотографии из путешествий в Instagram.Он также считает, что вам стоит посмотреть его научно-фантастический бестселлер и его продолжение.

Что такое OLED и как он работает?

OLED, усовершенствованная форма светодиода, означает органический светоизлучающий диод . В отличие от светодиода, который использует подсветку для освещения пикселей, OLED основан на органическом материале, состоящем из углеводородных цепочек, который излучает свет при контакте с электричеством.

У этого подхода есть несколько преимуществ, в частности, способность каждого пикселя излучать свет самостоятельно, обеспечивая бесконечно высокий коэффициент контрастности, что означает, что черный цвет может быть полностью черным, а белый — чрезвычайно ярким.

Это основная причина, по которой все больше и больше устройств используют OLED-экраны, включая смартфоны, носимые устройства, такие как умные часы, телевизоры, планшеты, настольные и портативные мониторы, а также цифровые камеры. Среди этих и других устройств есть два типа OLED-дисплеев, которые управляются по-разному, называемые с активной матрицей (AMOLED) и с пассивной матрицей (PMOLED).

pbombaert / Getty Images

Как работает OLED

OLED-экран включает в себя ряд компонентов. Внутри структуры, называемой подложкой , находится катод, который обеспечивает электроны, анод, который «притягивает» электроны, и средняя часть (органический слой), которая их разделяет.

Внутри среднего слоя находятся два дополнительных слоя, один из которых отвечает за создание света, а другой за его улавливание.

На цвет света, видимого на OLED-дисплее, влияют красный, зеленый и синий слои, прикрепленные к подложке.Когда цвет должен быть черным, пиксель можно отключить, чтобы гарантировать, что для этого пикселя не будет генерироваться свет.

Этот метод создания черного сильно отличается от того, который используется со светодиодами. Когда на светодиодном экране будущий черный пиксель установлен на черный, пиксельная заслонка закрывается, но подсветка все еще излучает свет, что означает, что она никогда не полностью темнеет.

OLED Плюсы

По сравнению со светодиодами и другими технологиями отображения OLED предлагает следующие преимущества:

• Энергоэффективность, поскольку на подсветку не подается питание.Кроме того, когда используется черный цвет, этим конкретным пикселям вообще не требуется питание, что еще больше экономит энергию.
• Частота обновления намного выше, поскольку пиксельные шторки не используются.
• При меньшем количестве компонентов дисплей и, следовательно, все устройство могут оставаться тонкими и легкими.
• Черный цвет действительно черный, поскольку эти пиксели можно полностью отключить, а сзади нет ближайшего освещения, которое дает слабое свечение в этой области. Это обеспечивает действительно высокий коэффициент контрастности (т.е.е., самые яркие белые цвета поверх самых темных черных).
• Поддерживает широкий угол обзора без такой большой потери цвета, как у светодиодов.
• Отсутствие лишних слоев позволяет создавать изогнутые и гибкие дисплеи.

OLED Минусы

Однако у OLED-дисплеев есть и недостатки:

• Поскольку часть дисплея является органической, OLED-дисплеи со временем показывают ухудшение цвета, что влияет на общую яркость экрана и цветовой баланс. Со временем ситуация ухудшается, поскольку материал, необходимый для создания синих оттенков, распадается быстрее, чем красный и зеленый.
Экраны
• OLED дороги в производстве, по крайней мере, по сравнению со старыми технологиями.
• Как OLED, так и светодиодные дисплеи выгорают, если определенные пиксели используются слишком долго в течение длительного периода времени, но на OLED это сильнее. Однако этот эффект частично определяется количеством пикселей на дюйм.

Дополнительная информация о OLED

Не все OLED-экраны одинаковы; некоторые устройства используют определенные типы OLED-панелей, потому что они используются для определенных целей.

Например, смартфон, которому требуется высокая частота обновления изображений HD и другого постоянно меняющегося контента, может использовать AMOLED-дисплей. Кроме того, поскольку в этих дисплеях используется тонкопленочный транзистор для включения / выключения пикселей для отображения цвета, они могут быть даже прозрачными и гибкими, называемыми гибкими OLED (или FOLED).

С другой стороны, калькулятор, который обычно отображает одну и ту же информацию на экране дольше, чем телефон, и который обновляется реже, может использовать технологию, которая обеспечивает питание определенных участков пленки до тех пор, пока она не обновится, например PMOLED, где каждая строка дисплея управляется вместо каждого пикселя.

Некоторые другие устройства, использующие OLED-дисплеи, поставляются производителями смартфонов и умных часов, такими как Samsung, Google, Apple и Essential Products; цифровые камеры, такие как Sony, Panasonic, Nikon и Fujifilm; планшеты от Lenovo, HP, Samsung и Dell; ноутбуки, такие как Alienware, HP и Apple; мониторы от Oxygen, Sony и Dell; и телевизоры таких производителей, как Toshiba, Panasonic, Bank & Olufsen, Sony и Loewe. Даже в некоторых автомобильных радиоприемниках и лампах используется технология OLED.

То, из чего сделан дисплей, не обязательно описывает его разрешение. Другими словами, вы не можете узнать разрешение экрана (4K, HD и т. Д.) Только потому, что знаете, что это OLED (или Super AMOLED, LCD, LED, CRT и т. Д.).

QLED — это аналогичный термин, который Samsung использует для описания панели, на которой светодиоды сталкиваются со слоем квантовых точек, чтобы экран загорался разными цветами. Это означает светодиод с квантовыми точками .

FAQ

• Можете ли вы исправить выгорание на OLED?

  Есть несколько способов исправить выгорание на OLED-экране.Например, вы можете настроить яркость, проверить функцию обновления экрана или воспроизвести динамичное красочное видео.

• Какой самый маленький OLED-телевизор?

  LG Display анонсировала новую 42-дюймовую OLED-панель в 2021 году. До этого в 2020 году Sony представила 48-дюймовую панель Master Series A9S, самую маленькую 4K OLED за всю историю компании.