Органические светодиоды — OLED. Работа и особенности. Применение

В последние несколько лет можно было наблюдать резкий всплеск развития технологий в области oled освещения и органических светодиодов. Вызвано это тем, что произошло осознание того, что технологии освещения при помощи органических светодиодов являются будущим данной индустрии. На текущий момент сотни известных и малоизвестных компаний разрабатывают, исследуют и производят OLED-устройства на органических светодиодах. Обороты рынка в данном направлении уже достигли миллиарды долларов. И все только начинается, в будущем органические светодиоды смогут найти большее применение.

Принцип действия

Подложка выполняется из фольги, стекла или пластика. Анод производится из оксида индия с легированием оловом. В качестве излучающего и проводящего слоя используются низкомолекулярные органические вещества и полимеры. Катод производится из металла в виде алюминия и кальция.

• На анод подается положительное напряжение, после чего стартует движение электронов к аноду от катода.
• Отдача электронов в излучающий слой приводит к переходу электронов из проводящего слоя к аноду, то есть от анода к проводящему слою отходят носители положительного заряда, называемыми дырками.
• В результате электроны и дырки направляются друг другу навстречу. В месте их контакта будет наблюдаться снижение энергии электронов, благодаря чему будет происходить излучение, то есть свечение.

• Главное свойство органических светодиодов — равномерное распределение по всей площади. Подобная технология приобрела аббревиатуру OLED.
• Принципиальное отличие устройств OLED от аналогов на базе ЖК-технологии кроется в применении органических веществ, которые излучаются под действием электрического поля. В свою очередь свет в ЖК-дисплеях излучается лампой подсветки и направляется через светофильтры и ЖК-матрицы. Благодаря указанной особенности в OLED-дисплеях нет нужды использовать поляризующие пленки, лампу подсветки, а также иные компоненты, которые являются обязательными элементами ЖК-устройств.
• OLED-дисплеи за счет более простой структуры можно сделать невероятно легкими и тонкими. К тому же они способны работать от меньшего напряжения, если сравнивать с ЖК. Также они выделяют незначительное число тепла и выделяются низким уровнем энергопотребления.

• Для создания специализированных приборов ночного видения.
• Органические дисплеи встраиваются в автомобильные бортовые компьютеры, цифровые фотоаппараты, телефоны в коммерческие OLED-телевизоры (на данный момент преимущественно в переносные).
• Создаются небольшие OLED-дисплеи для лицевых панелей автомагнитол, цифровых индикаторов, карманных цифровых аудиопроигрывателей и тому подобное. Прорабатывается возможность серийного выпуска электронных книг и планшетных компьютеров с OLED-дисплеями.

Рынок OLED-дисплеев медленно, однако достаточно уверенно растет. Среди крупных производителей, использующих органические светодиоды можно отметить LG, RiTdisplay, Pioneer и Samsung. К коммерческому производству готовятся Hitachi, Canon, Matsushita Electric Industrial, Toshiba, Panasonic и многие другие компании.

• Если сравнивать с плазменными дисплеями; — меньший вес и габариты; — возможность создания гибких экранов; — сравнительно низкое энергопотребление с сохранением аналогичной яркости изображения; — возможность создания экранов, имеющих большое разрешение к размеру;
• Если сравнивать с жидкокристаллическими дисплеями; — отсутствие необходимости в подсветке; — меньший вес и габариты; — мгновенный отклик, полное отсутствие инерционности; — большие углы обзора – на дисплее изображение видно с любого угла без потери качества; — высокая контрастность; — значительный диапазон рабочих температур;
• OLED-дисплеи обеспечивают высокую контрастность (10 000:1 и более).
• OLED-дисплеи могут обеспечить широкий диапазон яркости излучения. — для ночной работы — от нескольких кд/м². — до высочайшей яркости – более 100 000 кд/м². При этом можно регулировать яркость в широчайшем динамическом диапазоне.
• Энергопотребление у OLED-дисплеев прямо пропорционально площади свечения и яркости. Дисплеи ЖК требуют малой величины тока, но вспомогательные средства, которые обеспечивают ее работу, также могут потреблять энергию.

• Низкое энергопотребление.
• Равномерное распределение света по поверхности материала.
• Длительный срок службы.
• Высокий коэффициент полезного действия.
• Более высокая экологичность и энергоэффективность вследствие отсутствия в них тяжелых металлов.
• Мягкий свет, от которого не устают глаза.
• Существенная тонкость, гибкость и долговечность.

• Сравнительно маленький на данный момент срок службы диодов, обеспечивающих некоторые цвета (несколько лет).
• Дороговизна технологии в создании больших OLED-матриц.
• Неотработанная технология.
• Высокая стоимость изготовления.
• Органические материалы, применяемые для создания органических светодиодов, довольно активно контактируют с водой: окисляются и органика. Поэтому требуется надежная герметизация. На данный момент падения и удары подобным экранам противопоказаны.

Сегодня компании активно инвестируют в исследования и само производство. Планируется, что именно органические светодиоды станут основной экранной технологией в конце второго десятилетия XXI века.