Прориви OLED: вбудований звук та довговічність синіх пікселів

Органічний світлодіод, або OLED, був створений близько чотирьох десятиліть тому в компанії Kodak. Ідея технології OLED полягала у створенні ефективніших, гнучкіших та тонших дисплеїв, ніж традиційні рідкокристалічні дисплеї (РК).

Ці пристрої використання органічний світловипромінюючий шар, який затиснутий між двома провідники. Тонкий шар виготовлений з напівпровідника на основі вуглецю, а не з кремнію чи індію, які є стандартними матеріалами. у світлодіодах.

Кожен піксель OLED-дисплея складається з червоного, зеленого та синього діода, що випромінюють своє світло, коли прикладена напруга, тобто вони самовипромінюють. 

Кожен піксель тут можна керувати окремо, що дозволяє OLED-дисплеям позбутися потреби в підсвічуванні, що, своєю чергою, покращує контрастність, якість зображення та енергоефективність. 

Інші переваги OLED-дисплея над РК-дисплеєм включають вищу яскравість, ширший діапазон кольорів, повніший кут огляду, надтонкі та складні дисплеї, нижче енергоспоживання та кращу довговічність. Однак вони також стикаються з такими проблемами, як бути дорогими та мати обмежений термін служби.

Тим не менш, ринок OLED-дисплеїв наразі свідок a потужне розширення, з понад мільярдом OLED-панелей буття вироблений щороку.

Ринок OLED-дисплеїв фактично прогнозується зросте до 72.8 мільярда до 2026 року. Це зростання в першу чергу керується завдяки зростаючому впровадженню цієї технології в різних типах продуктів, включаючи смартфони, телевізійні екрани, розумні носимі пристрої, портативні ігрові консолі, автомобілі, доповнену реальність (AR), віртуальну реальність (VR) та великоформатні дисплеї.

OLED-дисплеї є насправді відносно нова технологія відображення і розробляється із вражаючою швидкістю. Деякі з перспективних інновацій у цій галузі включають рулонні та розтяжні дисплеї, прозорі дисплеї та носимих пристроїв, таких як шкірні клаптики.

Цей це лише початок, однак; Найновіші досягнення покращують довговічність синіх OLED-дисплеїв та створюють звук OLED-дисплеї з функцією кількох динаміків.

Отже, хоча це й не є показною інвестицією, ми покладаємося на екрани та використовуємо їх повсюди. Тому зараз ми глибше зануримося в ці два досягнення та те, як вони спрямовані на зміну індустрії дисплеїв.

OLED-дисплеї з вбудованими динаміками: наступний рубіж

Протягом останніх багатьох десятиліть технології відображення значно розвивалися, зосереджуючись на роздільній здатності, точності передачі кольору та високому динамічному діапазоні. Але тепер, існує потреба змістити фокус з якості зображення на інші фактори, щоб забезпечити користувачам більш захопливий та реалістичний досвід.

Чому важливі мультисенсорні OLED-дисплеї

З розвитком візуальних технологій виникає зараз зростає інтерес до інтеграції мультисенсорних вхідних даних. Зрештою, зір і слух – це домінантні органи чуття людини.

Дисплеї – це вже не просто пасивні панелі із зображеннями; вони перетворюються на імерсивні інтерфейси, що залучають численні людські органи чуття. Поєднання візуальних ефектів зі звуком і дотиком стає важливим для підвищення залученості користувачів та реалізму. 

Звук тут має вирішальне значення, адже дослідження показують, що аудіовізуальна синхронізація становить майже 90% сприйнятого занурення. Тому цілком логічно, що компанії та дослідження працюють над звуковим аспектом дисплеїв.

Однак більшість сучасних дисплеїв все ще необхідність зовнішні саундбари або багатоканальні динаміки, і це створює деякі очевидні проблеми з дизайном. 

У дисплеях, таких як смартфони та телевізори, інтеграція динаміків суперечить тонкому форм-фактору. Тим часом просторова невідповідність між сприйманим джерелом звуку та розташуванням динаміка зменшує занурення. В автомобільній галузі компактні інтер'єри транспортні засоби роблять цю інтеграцію дуже важкий. 

Для того, щоб вдосконалення мультисенсорного досвіду відображення, ці виклики потрібно бути вирішеним перший.

Як п'єзоелектричні динаміки живлять звукоізолюючі OLED-дисплеї

Щоб зробити дисплеї мультисенсорними, дослідники досліджували інтегрування генерація звуку безпосередньо на OLED-дисплеях. Однак ці технології, такі як Електростатичні динаміки та термоакустичні динаміки, хоча й підкреслюють потенціал інтегрованих у дисплей динаміків, водночас створюють проблеми з точки зору ефективності, продуктивності та практичності. 

Комерційно, Crystal Sound OLED (CSO) від LG Display та Acoustic Surface Audio від Sony мати вбудовані динаміки в дисплея, Але вони використання значне обладнання та стикаються з проблемами точної локалізації звуку.

Проблема зі звичайними збудниками, пристроями, які генерують звук за допомогою вібрації, полягає в тому, що вони великий і громіздкий і зовсім не ідеально для сучасних надтонких та гнучких дисплеїв. Перехресні звукові перешкоди між кількома динаміками також призводять до відсутності точного контролю над локалізованим аудіо.

Отже, поки демонструючи життєздатність панельних динаміків, ці комерціалізовані продукти також підкреслюють структурні Обмеження електромагнітних динаміків. Цей створює потребу в рішеннях, які краще відповідають новим тенденціям у дисплейних технологіях.

Цей саме тут і стають у пригоді п'єзоелектричні динаміки. Ці динаміки перетворюють електричну енергію безпосередньо на механічний рух за допомогою зворотного п'єзоелектричного ефекту. Цей забезпечує ефективне генерування звуку завдяки гнучкій, легкій та енергоспоживаючій конструкції.

П'єзоелектричні динаміки мають просту шарувату конструкцію, що включає лише електроди та п'єзоелектричні матеріали, як такий пропонуючи переваги недорогої ціни, компактності та високоенергетичний Ефективність.

Різні п'єзоелектричні технології зараз проходять розробку, хоча більшість з них зосереджені на одному елементі або лише на збуднику, а не звернення до багатоелементних конфігурацій. Цей незважаючи на те, що динамікам часто потрібно кілька збуджувачів, розташованих у масивах, для покращення їхньої продуктивності та досягнення реалістичні стереоефекти. 

Таким чином, Останнє дослідження дослідників POSTECH зосередилося на двох ключових елементах п'єзоелектричних динаміків, які передбачають досягнення коливань діафрагми без перехресних перешкод та покращення однорідності частотних характеристик.

Піксельні локальні звукові OLED-дисплеї: прорив у сфері дисплеїв та динаміків

Дослідники з Поханського університету науки і технологій (POSTECH) створили першу в історії технологію OLED з локальним звуком на основі пікселів.

Що це прорив зроблено - це дозволити кожен піксель на OLED-дисплеї звільнити різні звуки в той же час. Цей дозволяє дисплею функціонувати як багатоканальний масив динаміків.

Під керівництвом Су Сок Чоя Професор кафедри На кафедрі електротехніки POSTECH дослідницька група успішно показаний їхня нова технологія на 13-дюймовій OLED-панелі, та сама як ті використовується у звичайних ноутбуках та планшетах. 

Опубліковано в журнал «Передова наука»¹, навчання була підтримана Міністерством торгівлі, промисловості та енергетики в рамках Програми інновацій у сфері технологій електронних компонентів.

Згідно з дослідженням, команда вбудувала надтонкі п'єзоелектричні збудники, розташовані подібно до пікселів, в рамку OLED-дисплея. Ці п'єзозбудники перетворюють електричні сигнали на звукові коливання, не займаючи зовнішнього простору. Що ще важливіше, вони повністю сумісні з OLED-панелі тонкий форм-фактор.

Кожен із цих пікселів може виступати як незалежне джерело звуку, що дозволяє використовувати технологію локального звуку на основі пікселів. 

Локалізований звук в OLED-дисплеях для високоточної аудіосистеми

Для того, щоб усунення перехресних звукових перешкод повністю, що полягає в забезпеченні що численні звуки майбутній з різних областей дисплея не впливати один з одним, дослідники розробили метод, який дозволяє справді локалізовані звукові враження. 

Тут вони запровадили віброізолюючу рамну структуру та оптимізували її за формою, розмірами та властивостями матеріалу. Рами обмежували поверхневі коливання у визначених зонах, запобігаючи передачі на сусідні області та покращуючи однорідність частотної характеристики. 

Команда також виявила, що збільшення висоти та ширини рами та Використання матеріалів з різним акустичним імпедансом зменшило загальний коефіцієнт гармонійних спотворень (THD) та покращило узгодженість частотної характеристики.

Цю технологію було успішно впроваджено на 13-дюймовій OLED-панелі, що забезпечує високоякісний звук безпосередньо з екрана без необхідності використання зовнішніх динаміків, зберігаючи при цьому... Тонкий та легкий дизайн OLED-дисплеїв. Впровадження доводить практична масштабованість технології а також комерційна життєздатність.

За словами професора Су Сок Чоя:

«Дисплеї розвиваються від пристроїв візуального виведення до комплексних інтерфейсів, які залучають як зір, так і звук. Ця технологія має потенціал стати основною особливістю пристроїв наступного покоління, забезпечуючи елегантний та легкий дизайн смартфонів, ноутбуків та автомобільних дисплеїв, забезпечуючи водночас захопливий та високоякісний звук».

Коли справа доходить до У різних випадках використання цей метод демонструє потенціал інтегрованих у приладову панель OLED-динаміків та багатозонних автомобільних аудіосистем, що дозволяє різний такі можливості, як навігаційні інструкції та слухання музики з того самого екрана. У смартфонах або віртуальній реальності просторовий звук може адаптуватися до рухів рук або голови користувача, що значно підвищує реалізм та занурення.

Загалом, дослідження "надає цінну інформацію для майбутніх розробок тонких, гнучких аудіосистем з інтегрованим дисплеєм, пропонуючи нові можливості in захопливий, мультисенсорний користувацький досвід».

Прориви в ефективності та терміні служби синіх OLED-дисплеїв

Тим часом дослідники з Мічиганського університету відкритий шлях для більш енергоефективних OLED-екранів, оскільки вони демонструвати сині фосфоресцентні OLED-діоди міцний до тих пір, поки зелені PHOLED-дисплейи.

Чому сині PHOLED-дисплеї мають проблеми – і як їх виправляють

Сині PHOLED-світла є високоефективними, але вони ще не отримали ширшого комерційного використання в дисплеях та освітленні через короткий термін служби. 

Цей is через висока щільність енергійних триплетних екситонів, що накопичуються в емісійному шарі та зрештою анігілюють, призводить до молекулярна деградація. 

Можливості останнє дослідження, проведене за підтримки Міністерства енергетики США (DOE) та Universal Display Corporation (OLED ), має знайшли рішення, яке «переміщує блюз у сферу зелених життів».

За словами автора відповідного дослідження, Стівена Форреста, заслуженого професора електротехніки Університету Пітера А. Франкена:

«Я не можу сказати, що проблема повністю вирішена — звісно, ​​вона не вирішена, поки не з’явиться на вашій вітрині, — але я думаю, що ми показали шлях до реального рішення, яке вислизало від спільноти протягом двох десятиліть». 

Підвищення енергоефективності OLED завдяки швидшому перетворенню

Коли йдеться про OLED-дисплеї, не всі вони однакові, особливо коли справа доходить до того, скільки енергія вони використовують та як довго вони тривають.

Наразі червоні та зелені OLED-дисплеї використовувати ефективний фосфоресцентний підхід, тоді як сині OLED-дисплеї використовувати флуоресценція. Що це засоби is що теоретично червоні та зелені OLED-дисплейи мають максимум один фотон на кожен електрон, який пробіжки через пристрій. На відміну від них, сині OLED-дисплеї максимізувати на значно нижчій ефективність.

Проблема полягає в тому, що з червоного, синього та зеленого (RGB) світла синє має найвищу енергію фотонів. Таким чином, у синіх PHOLED молекулам потрібно справлятися з вищими енергіями, ніж у червоних та зелених PHOLED. Хоча більша частина енергії залишається у вигляді синього світла, коли воно потрапляє в пастку, воно може руйнувати молекули, що утворюють колір.

Команда раніше знайшла спосіб отримати ця захоплена енергія швидше. Цей включені використання покриття on негативний електрод до допомога перетворення енергії у синє світло, фактично створюючи швидкісну смугу.

«На дорозі, де недостатньо смуг руху, нетерплячі водії можуть зіткнутися один з одним, перекривши весь рух — так само, як два екситони, що стикаються один з одним, створюють багато гарячої енергії, яка руйнує молекулу. Плазмонний екситон-поляритон — це наша оптична конструкція для екситонної швидкої смуги».

- Фперший автор Хаонань Чжао, нещодавній випускник докторського ступеня з фізики.

Натисніть тут, щоб дізнатися, як технологія PHOLED буде використовуватись у дисплеях наступного покоління.

Як ефект Перселла покращує продуктивність OLED-дисплеїв

Специфіка ситуації тут засновані з квантової механіки, тобто поведінки світла на атомному та молекулярному рівнях.

Коли електрон, частинка з негативним електричним зарядом, проходить через негативний електрод, в одній з молекул створюється збуджений стан, який виробляє синє світло. 

Цей стан є негативно заряджений електрон переходить на вищий енергетичний рівень, і позитивно заряджена «дірка» залишити за електроном, і вони разом зробити екситон.

Зазвичай, електрон би повертатися до свого початкового стану та вистрілити синій фотон. Можливості при використанні фосфоресцентного шляху екситони мають тенденцію залишатися поруч.

Екситони поблизу електрода генерують фотони швидше завдяки блискучій поверхні підтримуючий квантові квазічастинки, які називаються поверхневими плазмонами (ПП), Яка він має як малі хвилі в електронах на поверхні металу.

Коли екситон у світловипромінюючому матеріалі знаходиться досить близько до електрода, він отримує допомагають у перетворенні на синє світло, оскільки можуть передавати свою енергію поверхневому плазмону, що називається ефект Перселла. Цей ефект — це просто посилення швидкості спонтанного випромінювання квантової системи її оточенням.

Можливості не всі поверхневі плазмони виробляють фотони, тому коливання екситона, створює хвилі в електронах в електроді не є автоматично корисним. Щоб отримати фотон, екситон повинен з'єднатися з поверхнево-поверхневим елементом (SP), створюючи плазмон-екситон-поляритон.

Створення синіх OLED-дисплеїв, таких же ефективних, як і зелених: нове дослідження

До заохочувати ефект, команда прийняли тонкий шар напівпровідника на основі вуглецю і додав його до блискучого електрода Що сприяє передачі енергії. Їх Цей підхід також поширює ефект глибше в матеріал, дозволяючи екситонам, що знаходяться подалі від електрода, також отримувати користь.

Команда використовує цей ефект з іншими маршрутами, щоб створити синій PHOLED, який може не тільки світити так само яскраво, як зелений PHOLED, але й служити так само довго.

Published in Природа Фотоніка, навчання² повідомили про темно-синій тандемний PHOLED з тривалим терміном служби використання ефект Перселла з посиленням поляритонів (PEP) на аноді а також катод. Технологія має ліцензовано до Universal Display Corp.

Дизайн тут передбачає тандемний OLED-дисплей, який має два світловипромінювальні шари для зменшення світловипромінювального навантаження кожного шару та збивати шанси злиття двох екситонів. Додавши шар, який допомагає екситонам резонувати з поверхневими полиморфізмами поблизу обох електродів, команда надає обом випромінюючим шарам доступ до швидкої смуги.

Вся система являє собою оптичний резонатор, який також називають оптичним резонатором, де синє світло резонує між електродами, зміщуючи колір фотонів глибше в синій діапазон. У дослідженні зазначено:

«Наскільки нам відомо, це перша демонстрація глибокого синього PHOLED, стабільність якого можна порівняти із зеленими PHOLED, що прискорює використання глибоких синіх фосфоресцентних випромінювачів в енергоефективних дисплеях та освітленні». 

Інвестування в OLED-дисплеї

Тепер це Час поглянути на провідного гравця на ринку OLED-дисплеїв та його інвестиційний потенціал. Universal Display Corporation — це відоме ім'я в цій галузі, яке займається дослідженням, розробкою та комерціалізацією OLED-технологій та матеріалів для використання в дисплеях та твердотільних освітлювальних приладах. 

Компанія постачає OLED-матеріали та володіє важливими патентами, зокрема on технологія фосфоресцентних OLED (PHOLED). Серед її ключових клієнтів — Samsung, LG Display, Panasonic, Pioneer, AU Optronics, CMEL (China Mobile Electronics) та інші.

Universal Display Corp. (OLED )

Що стосується ринкової ефективності Universal Display Corp., ринкова капіталізація становить 7 мільярдів доларів. OLED-дисплеї акції зараз торгуються на рівні $146.95, що на 0.51% більше, ніж за рік. Хоча ціни на акції все ще знизилися на 44% від максимуму 2021 року, вони демонструють непогане відновлення.

Таким чином, його прибуток на акцію (TTM) становить 4.81, коефіцієнт P/E (TTM) – 30.55, а рентабельність власного капіталу (TTM) – 14.58%. Дивідендна дохідність пропонується компанією 1.22%. Нещодавно компанія оголосила про виплату дивідендів у розмірі 0.45 долара на акцію за другий квартал. що відображає «очікуване подальше генерування грошових потоків та зобов’язання щодо повертати капітал для своїх акціонерів».

1 травня Рада директорів компанії також оголосила про затвердження нової програми викупу акцій, яка дозволила викупити звичайні акції на суму до 100 мільйонів доларів.

Приблизно в цей час Universal Display Corporation також повідомила про фінансові результати за перший квартал, що закінчився 31 березня 2025 року. Згідно результати, компанія записаний загальний дохід у розмірі 166.3 мільйона доларів, просто на 0.6% більше, ніж за аналогічний квартал попереднього року.

Дохід від реалізації матеріалів у першому кварталі 1 року зайшов о 86.2 млн доларів США, що менше ніж 93.3 млн доларів США у 1Q24, через менший обсяг одиниці матеріалу для емітерних матеріалів, що було частково компенсовано змінами в структурі клієнтів. Тим часом собівартість реалізованих матеріалів незначно зросла до 33.9 мільйона доларів.

Дохід від роялті та ліцензійних зборів за цей період побачив a 7.75% збільшити до $ 73.6 млн.

«Ми розпочали 2025 рік із солідних фінансових результатів і продовжуємо залишатися впевненими у довгостроковій траєкторії зростання ринку OLED».

– Віце-президент і головний фінансовий директор Браян Міллард

Загальна валова маржа Universal Display Corporation за перший квартал 1 року склала 2025%, що на 77% менше, ніж у першому кварталі 1 року, тоді як операційний дохід склав 2024 млн ​​доларів США, а чистий прибуток – 69.7 млн доларів США, або 64.4 долара США на акцію.

Щодо прогнозу доходів компанії на 2025 рік підтвердив це буде між 640 і 700 мільйонами доларів, незважаючи на "макроекономічне середовище, що розвивається" створюючи більшу невизначеність. Визнаючи зростаючу складність глобального ландшафту, фінансовий директор Міллард заявив, що вони залишаються відданими довгостроковій стратегії просування свого лідерства в галузі OLED шляхом постійного винаходу та впровадження найсучасніших технологій і матеріалів у цьому середовищі.

«Завдяки потужному інноваційному двигуну, міцному балансу, стійкому ланцюжку поставок та операційній гнучкості ми маємо всі можливості адаптуватися до змін, швидко реагувати та продовжувати підтримувати наших клієнтів і партнерів».

– Міллард

Останні новини та події щодо акцій універсальних OLED-дисплеїв

Заключні думки: Майбутнє інновацій OLED

OLED-дисплеї швидко стають невід'ємною частиною нашого життя, знаходячи застосування в смартфонах, ноутбуках, автомобілях, носимих пристроях, АР, ВР та багато більше. Однак вони вже не просто візуальні інструменти; радше, дослідники працюють над трансформацією їх у мультисенсорні інтерфейси.

Нещодавні інновації в OLED, звук на рівні пікселів та ефективні PHOLED-дисплеї глибокого синього кольору обіцяють нову еру OLED-технологій, яка забезпечить нам тонші, захопливіші та енергоефективніші пристрої для всіх застосувань дисплеїв!

Посилання на дослідження:

<sup>1. Хонг С., Парк Дж., Кім Ю., Рю Дж., Кім Т. та Лі Дж.-Й. (2025). Локалізований звукоінтегрований дисплейний динамік з використанням п'єзоелектричної вібрації без перехресних перешкодПередова наука, 12(13), 2307101. https://doi.org/10.1002/advs.202307101
2. Чжао, Х., Арнесон, К.Є. та Форрест, С.Р. Стабільний, насичено-синій тандемний фосфоресцентний органічний світлодіод, що працює завдяки двосторонньому поляритонно-посиленому ефекту Перселла. Нац. Фотон. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01679-0</sup>