Компания Universal Display Corp. (UDC) сообщила, что готова к коммерческим поставкам сырья для изготовления синих фосфоресцирующих органических светодиодов (PHOLED). Этот материал искали около 20 лет. Благодаря синим PHOLED дисплеи смартфонов, компьютеров и телевизоров станут экономичнее, долговечнее и ярче. Ждать осталось недолго.
Сегодня мир завоёвывают дисплеи на OLED — органических светодиодах. Они проникли в смартфоны, ноутбуки и телевизоры премиального класса. Такие дисплеи яркие, относительно мало потребляют и по-настоящему чёрные там, где надо. У дисплеев OLED разная конструкция — они могут быть как из массива трёхцветных светодиодов, так и на базе белых OLED с цветными фильтрами. Но у всех OLED один базовый принцип — использование флуоресценции, когда электрический ток в процессе рекомбинации электронов и дырок в рабочем слое диода приводит к испусканию фотонов (света).
Фотоны испускает разновидность квазичастиц экситонов, называемая синглетами. Нюанс в том, что на каждый синглет электроны и дырки образуют по три триплета. Триплеты в основном выделяют тепло. Тем самым обычные OLED имеют КПД в районе 25 %. Но дело не только в низкой светимости. Тепло сокращает срок жизни светодиодного материала.
Повысить КПД органических светодиодов почти до 100 % можно в случае использование другого типа люминесценции — фосфоресценции. Для этого в рабочий слой OLED добавляют молекулы определённых тяжёлых металлов. Электроны и дырки в таких материалах также образуют синглеты и триплеты в соотношении 1:3, но триплеты в них становятся способными излучать фотоны или, попросту, светиться, а не греть себя и окружение.
Материалы для красной и зелёной фосфоресценции открыты в прошлом и позапрошлом десятилетии. Они уже вовсю используются при производстве OLED. Такое сырьё производится многими химическими компаниями, включая UDC. Проблема была с синими PHOLED. Пока ещё никто не сообщал о разработке долгоживущих синих фосфоресцирующих светодиодов. Компания UDC стала первой, кто утверждает о готовности к коммерческим поставкам сырья для массового производства синих PHOLED и дисплеев на их основе. Вероятно, опытные поставки уже ведутся, поскольку те же Samsung и LG давно экспериментируют с PHOLED. Начало массовых поставок заявлено на 2024 год.
Переход полностью на PHOLED светодиоды увеличит эффективность дисплеев. Она вырастет тем сильнее, чем больше в ней синих PHOLED. В этом преимущество есть у компании Samsung. Он производит дисплеи на квантовых точках, в основе которых исключительно синие PHOLED. Если в составе дисплеев используются триады PHOLED (синий, красный и зелёный субпиксели), то эффективность вырастет не больше, чем на треть, что свойственно дисплеям производства компании LG.
В любом случае нас ждёт перелом в производстве дисплеев и повышение их качества, долговечности, яркости и эффективности.