OLED — органичен светоизлъчващ диод: как работи и приложения

Открийте OLED — как работи и приложения: органични, гъвкави дисплеи с висока контрастност и енергийна ефективност за смартфони, носими устройства, мода и IoT.

Органичният светоизлъчващ диод (OLED) е вид светоизлъчващ диод (LED). Частта от OLED, която създава светлина, е изградена от много тънък слой органични съединения. Основната употреба на OLED технологията е за плоски дисплеи за смартфони и други мобилни устройства, където в някои отношения те са по-добри от LCD дисплеите. OLED могат да се използват за изработване на дисплеи, които могат да се огъват. Те могат да се използват по много различни начини. Например, те могат да се използват в облеклото.

Как работи OLED

OLED е емисивна технология — всеки пиксел генерира светлина самостоятелно. Типична структура на OLED съдържа няколко слоя върху субстрат: анод, един или повече органични слоя (например слой за пръв прием на дупки — HTL, емисионен слой — EML, и слой за прием на електрони — ETL) и катод. Когато се приложи електрическо напрежение, електрони и „дупки“ (положителни носители) се инжектират в органичните слоеве; при рекомбинация те образуват екситони, които при рекомбинация излъчват фотони — т.е. светлина. Този процес се нарича електролуминесценция.

Основни видове OLED

• PMOLED (Passive-Matrix OLED) — по-прости, използвани за малки дисплеи и индикатори; контролират се ред по ред.
• AMOLED (Active-Matrix OLED) — използват тънкопленъчни транзистори (TFT) за активен контрол на всеки пиксел; подходящи за големи, високо-резолюционни екрани (смартфони, телевизори).
• PMOLED vs AMOLED — AMOLED позволява по-високи честоти на опресняване, по-големи дисплеи и по-ефективно управление на яркостта.

Предимства

• Истинско черно и висок контраст: пикселите могат да бъдат напълно изключени, което дава много дълбоко черно и висок контрастен коефициент.
• Широки ъгли на виждане: цветовете и яркостта се запазват при гледане от различни ъгли.
• Бърз отклик: ниско време на закъснение (подходящо за игри и бързи сцени).
• Тънки и гъвкави екрани: възможност за огъване, навиване и прозрачни дисплеи.
• Леко тегло и тънък профил: по-малко слоеве в сравнение с LCD (няма нужда от подсветка).
• По-ниска консумация при тъмно съдържание: при предимно тъмни или черни изображения отделни пиксели са изключени, което спестява енергия.

Недостатъци и предизвикателства

• Износване и "burn-in": органичните материали деградират с времето, особено сините емитери; статичното съдържание може да доведе до трайни следи (image retention или burn-in).
• Срок на живот: сините пиксели обикновено имат по-къса продължителност на работа от червените и зелените, което ограничава общия живот на дисплея.
• Цена на производство: особено за големи панели производството все още може да е по-скъпо в сравнение с масовите LCD.
• Енергопотребление при ярки, бели екрани: при интерфейси с много бял фон (например някои уеб страници) OLED може да консумира повече енергия от LCD с ефективна подсветка.

Производство и технологии

Производството на OLED панели включва техники като вакуумно термично изпарение (за малкомолекулни OLED) и мастиленоструйно принтиране (за полимерни OLED). За да се предпазят органичните слоеве от влага и кислород (които ги разрушават), панелите се капсулират с бариерни слоеве или стъклено покритие.

Приложения

• Смартфони и таблети: най-разпространено приложение — отлични цветове, контраст и тънък дизайн.
• Телевизори: премиум модели с много висок контраст и поддръжка на HDR.
• Гъвкави и сгъваеми устройства: телефони и таблети с завиващи или сгъваеми екрани.
• Умни часовници и носими устройства: ниска дебелина и отлично визуално качество при малки дисплеи.
• Автомобилни дисплеи и табла: по-добра видимост и дизайн възможности.
• Осветление: плоски и гъвкави източници на светлина, в т.ч. декоративни и в дрехи (както беше споменато в оригиналния текст).
• Прозрачни и интерактивни повърхности: витрини, информационни панели, специални архитектурни приложения.

Практически съвети за потребители

• За да намалите риска от burn-in: използвайте авто-скриване на навигационни елементи, намалете постоянното показване на статично съдържание и активирайте функции за преместване на пиксели/екрани или автоматично намаляване на яркостта.
• Използвайте тъмен режим в приложенията, когато е възможно — това спестява енергия и разгражда по-бавно органичните материали.
• Не оставяйте много ярко статично изображение за дълги периоди (например статична картина или телевизионно лого).

Бъдещето на OLED

OLED продължава да се развива: подобряване на живота на сините емитери, увеличаване на енергийната ефективност и намаляване на разходите за производство. Развиват се и алтернативи като microLED, но OLED остава водеща технология за тънки, гъвкави и висококачествени дисплеи. Очакват се още повече приложни иновации — по-големи разгъваеми телевизори, прозрачни екрани и по-евтини методи за печатно производство.

Кратко обобщение: OLED е емисивна дисплейна технология с множество предимства (контраст, ъгли, гъвкавост), но и с предизвикателства (износване, цена). Тя намира широко приложение в потребителската електроника и осветлението и продължава да се усъвършенства.

Как работят

OLED се състои от няколко части:

• Субстрат: материалът, върху който са положени слоевете на OLED
• Емисионен слой: слоят, в който се създава светлината
• Проводящ слой
• Анод
• Катод

Излъчващият и проводящият слой са изработени от специални органични молекули, които провеждат електричество. Анодът и катодът свързват OLED с източника на електричество.

Когато към OLED се приложи електричество, излъчващият слой се зарежда отрицателно, а проводящият слой - положително. Електростатичните сили карат електроните да се движат от положителния проводящ слой към отрицателния излъчващ слой. Това води до промяна в електрическите нива и до излъчване с честота в диапазона на видимата светлина.

OLED, както и всички диоди, могат да работят само ако електричеството преминава през тях в правилната посока. За да работи OLED, анодът, свързан с емисивния слой, трябва да е с по-висок електрически потенциал (повече волта, по-положителен) от катода, свързан с проводящия слой.

 
OLED схема: 1. катод (-), 2. емисионен слой, 3. излъчване на радиация, 4. проводящ слой, 5. анод (+)  

Въпроси и отговори

В: Какво е OLED?

В: Каква е основната употреба на OLED технологията?

В: С какво OLED са по-добри от LCD дисплеите?

В: Какви материали се използват при изработката на OLED?

В: Как OLED могат да се използват в облеклото?

В: Има ли някакви недостатъци при използването на OLED дисплей?

Търсене по буква