OLED-gjennombrudd: Innebygd lyd og lang levetid for blå piksler

Organisk lysdiode, eller OLED, ble utviklet for omtrent fire tiår siden hos Kodak. Ideen bak OLED-teknologien var å produsere mer effektive, fleksible og tynnere skjermer enn tradisjonelle LCD-skjermer (flytende krystallskjermer).

Disse enhetene bruke et organisk lysutstrålende lag, som er klemt inn mellom to ledere. Det tynne laget er laget av en karbonbasert halvleder, i stedet for silisium eller indium, som er standardmaterialene i lysdioder.

Hver piksel i en OLED-skjerm består av en rød, grønn og blå diode som sender ut sine lyser når en spenning påføres, noe som betyr at de er selvemitterende. 

Hver av pikslene her kan styres individuelt, slik at OLED-er eliminerer behovet for bakgrunnsbelysning, noe som igjen forbedrer kontrast, bildekvalitet og energieffektivitet. 

Andre fordeler med en OLED-skjerm fremfor en LCD-skjerm inkluderer høyere lysstyrke, et bredere fargespekter, en fyldigere synsvinkel, ultratynne og sammenleggbare skjermer, lavere strømforbruk og bedre holdbarhet. De står imidlertid også overfor utfordringer som være dyrt og ha begrenset levetid.

Likevel er OLED-markedet for tiden vitne til en robust utvidelse, med over en milliard OLED-paneler være produsert hvert år.

OLED-markedet er faktisk anslått å vokse til 72.8 milliarder innen 2026. Denne veksten er primært drevet av den økende bruken av teknologien på tvers av ulike produkttyper, inkludert smarttelefoner, TV-skjermer, smarte bærbare enheter, håndholdte spillkonsoller, bilindustrien, utvidet virkelighet (AR), virtuell virkelighet (VR) og storformatskjermer.

OLED-er er faktisk en relativt ny skjermteknologi og er blir utviklet med en imponerende hastighet. Noen av de lovende innovasjonene på dette feltet inkluderer rullbare og strekkbare skjermer, gjennomsiktige skjermer og bærbare enheter som hudlapper.

Dette er bare begynnelsen, skjønt; den De nyeste fremskrittene forbedrer nå holdbarheten til blå OLED-er og skaper lyd OLED-er med funksjonalitet for flere høyttalere.

Så selv om det ikke er en prangende investering, er vi avhengige av og bruker skjermer overalt. Derfor skal vi nå dykke dypere ned i disse to fremskrittene og hvordan de har som mål å endre skjermbransjen.

OLED-skjermer med innebygde høyttalere: Den neste grensen

I løpet av de siste tiårene har skjermteknologiene utviklet seg betydelig med fokus på oppløsning, fargenøyaktighet og høyt dynamisk område. Men nå, er det behov for å flytte dette fokuset fra bildekvalitet til andre faktorer for å gi brukerne en mer oppslukende og realistisk opplevelse.

Hvorfor multisensoriske OLED-skjermer er viktige

Med modningen av visuelle teknologier er det nå en økende interesse for å integrere multisensoriske input. Syn og hørsel er tross alt de dominerende menneskelige sansene.

Skjermer er ikke lenger bare passive paneler med bilder; de utvikler seg nå til immersive grensesnitt som engasjerer flere menneskelige sanser. Å kombinere visuelle elementer med lyd og berøring blir stadig viktigere for å forbedre brukerengasjement og realisme. 

Lyd er av avgjørende betydning her, og forskning viser at audiovisuell synkronisering står for nesten 90 % av opplevd fordypning. Så det er en selvfølge at selskaper og studier jobber med lydaspektet ved skjermer.

De fleste nåværende skjermer er imidlertid fortsatt trenge eksterne lydplanker eller flerkanalshøyttalere, og denne skaper noen åpenbare designutfordringer. 

I skjermer som smarttelefoner og TV-er kommer høyttalerintegrasjon i konflikt med den slanke formfaktoren. En romlig inkonsekvens mellom den oppfattede lydkilden og høyttalerens plassering reduserer samtidig nedsenkingen. I bilindustrien er det kompakte interiøret til de kjøretøy gjør denne integrasjonen svært vanskelig. 

For å kunne fremme multisensoriske visningsopplevelser, disse utfordringene må bli adressert først.

Hvordan piezoelektriske høyttalere driver lydavgivende OLED-er

For å gjøre skjermer multisensoriske har forskere utforsket integrere lydgenerering direkte inn i OLED-skjermer. Imidlertid kan disse teknologiene, som for eksempel Elektrostatiske høyttalere og termoakustiske høyttalere fremhever potensialet for skjermintegrerte høyttalere, men presenterer utfordringer når det gjelder effektivitet, ytelse og praktisk anvendelighet. 

Kommersielt sett er LG Displays Crystal Sound OLED (CSO) og Sonys Acoustic Surface Audio ha integrerte høyttalere inn skjermen, men de bruke betydelig maskinvare og står overfor utfordringer med nøyaktig lydlokalisering.

Problemet med konvensjonelle eksitatorer, enheter som genererer lyd gjennom vibrasjon, er at de er stor og klumpete og slett ikke ideelt for moderne ultratynne og fleksible skjermer. Lydkryssing mellom flere høyttalere fører også til mangel på presis kontroll over lokalisert lyd.

Så, mens Disse kommersialiserte produktene demonstrerer levedyktigheten til panelhøyttalere, og fremhever også den strukturelle restriksjoner av elektromagnetiske høyttalere. Dette skaper et behov for løsninger som fungerer bedre med de nye trendene innen displayteknologi.

Dette Det er her piezoelektriske høyttalere kommer inn i bildet. Disse høyttalerne omdanner elektrisk energi direkte til mekanisk bevegelse gjennom den inverse piezoelektriske effekten. Dette muliggjør effektiv lydgenerering med en fleksibel, lett og strømsparende design.

Piezoelektriske høyttalere har en enkel lagdelt konstruksjon som bare involverer elektroder og piezoelektriske materialer, som sådan tilbyr fordelene med rimelighet, kompakthet og høy-energi effektivitet.

Ulike piezoelektriske teknologier er for tiden under utvikling, selv om de fleste fokuserer på et enkelt element eller eksitatoren alene, snarere enn adressering av konfigurasjoner med flere elementer. Dette til tross for at høyttalere ofte trenger flere eksitatorer arrangert i grupper for å forbedre ytelsen og oppnå realistiske stereoeffekter. 

Så, siste studie fra POSTECH-forskere fokuserte på to nøkkelelementer i piezoelektriske høyttalere, som involverer oppnå krysstalefrie membranvibrasjoner og forbedre ensartetheten i frekvensresponsene.

Pikselbaserte lokale lyd-OLED-er: Et gjennombrudd for skjermhøyttalere

Forskere fra Pohang University of Science and Technology (POSTECH) har bygget den aller første pikselbaserte lokale lyd-OLED-teknologien.

Hva dette gjennombrudd har ferdig er å tillate hver piksel i OLED-skjermen til slipp forskjellige lyder samtidig. Dette lar skjermen fungere som en flerkanals høyttalergruppe.

Ledet av Su Seok Choi, en Professor i Institutt for elektroteknikk ved POSTECH, har forskerteamet lykkes vist deres nye teknologi på et 13-tommers OLED-panel, det samme som de brukes i vanlige bærbare datamaskiner og nettbrett. 

Publisert i tidsskriftet Avansert vitenskap¹, studien ble støttet av departementet for handel, industri og energi under programmet for innovasjon av elektroniske komponenter.

Ifølge studien innebygde teamet ultratynne piezoelektriske eksitatorer, arrangert omtrent som piksler, i OLED-skjermrammen. Disse piezoeksitatorene konverterer elektriske signaler til lydvibrasjoner uten å ta opp ekstern plass. Enda viktigere er det at de er fullt kompatible med OLED-paneler tynn formfaktor.

Hver av disse pikslene kan fungere som en uavhengig lydkilde, noe som muliggjør pikselbasert lokal lydteknologi. 

Lokalisert lyd i OLED-skjermer for høypresisjonslyd

For å kunne eliminere lydkryss helt, som skal sikre at flere lyder kommer fra forskjellige områder av skjermen ikke påvirke hverandre utviklet forskerne en metode som tillater virkelig lokaliserte lydopplevelser. 

De introduserte en vibrasjonsisolerende rammestruktur her og optimaliserte den med tanke på form, dimensjoner og materialegenskaper. Rammene begrenset overflatevibrasjoner til bestemte områder, noe som forhindret overføring til nærliggende områder og forbedret frekvensresponsens ensartethet. 

Teamet fant også ut at det å øke høyden og bredden på rammen og Bruk av materialer med forskjellige akustiske impedanser reduserte total harmonisk forvrengning (THD) og forbedret frekvensresponskonsistens.

Denne teknologien har blitt implementert med hell på det 13-tommers OLED-panelet, og leverer lyd av høy kvalitet direkte fra skjermen uten behov for eksterne høyttalere, samtidig som den opprettholder ... OLEDs tynne og lette design. Implementeringen beviser teknologiens praktiske skalerbarhet i tillegg til kommersiell levedyktighet.

Ifølge professor Su Seok Choi:

«Skjermer utvikler seg fra visuelle utdataenheter til omfattende grensesnitt som engasjerer både syn og lyd. Denne teknologien har potensial til å bli en kjernefunksjon i neste generasjons enheter, og muliggjør elegante, lette design i smarttelefoner, bærbare datamaskiner og bilskjermer – samtidig som den leverer oppslukende lyd med høy kvalitet.»

Når det kommer til de I brukstilfeller viser metoden potensialet for OLED-høyttalere integrert i dashbordet og flersone lydsystemer i bilen, noe som muliggjør forskjellig funksjoner som navigasjonsinstruksjoner og hører på musikk fra samme skjerm. I smarttelefoner eller VR kan romlig lyd tilpasse seg brukerens hånd- eller hodebevegelser for å forbedre realismen og fordypningen betydelig.

Totalt sett studien "gir verdifull innsikt for fremtidig utvikling innen tynne, fleksible, skjermintegrerte lydsystemer, og tilbyr nye muligheter in oppslukende, multisensoriske brukeropplevelser».

Gjennombrudd innen effektivitet og levetid for blå OLED

Forskere fra University of Michigan har i mellomtiden åpnet veien for mer energieffektive OLED-skjermer ettersom de demonstrere blå fosforescerende OLED-er varig så lenge som de grønne PHOLED-ene.

Hvorfor blå PHOLED-er sliter – og hvordan de blir fikset

Blå PHOLED-er er svært effektive, men de har ennå ikke fått bredere kommersiell bruk i skjermer og belysning på grunn av deres korte levetid. 

Dette is pga den høye tettheten av energiske triplett-eksitoner som akkumuleres i emisjonslaget og til slutt annihilerer, fører til molekylær nedbrytning. 

Men den siste studien, med støtte fra Energidepartementet (DOE) og Universal Display Corporation (OLED ), har fant løsning som «flytter de blå inn i de grønne livs domene».

Ifølge forfatteren av studien, Stephen Forrest, som er professor i elektroteknikk ved Peter A. Franken Distinguished University:

«Jeg kan ikke si at problemet er fullstendig løst – det er selvfølgelig ikke løst før det kommer inn på skjermen din – men jeg tror vi har vist veien til en reell løsning som har unnsluppet samfunnet i to tiår.» 

Øker OLED-energieffektiviteten med raskere konvertering

Når det gjelder OLED-er, er ikke alle like, spesielt ikke når det gjelder hvor mye energi de bruker og hvor lenge de varer.

For tiden røde og grønne OLED-er benytte seg av den effektive fosforescerende tilnærmingen, mens blå OLED-er benytte seg av fluorescens. Hva dette midler is at teoretisk sett har røde og grønne OLED-er maksimalt ett foton for hvert elektron som går gjennom enheten. I motsetning til dette, blå OLED-er maksimere på et mye lavere nivå effektivitet.

Problemet er at av rødt, blått og grønt (RGB) lys har blått den høyeste fotonenergien. I blå PHOLED-er må molekylene derfor håndtere høyere energier enn de røde og grønne PHOLED-ene. Selv om mesteparten av energien blir igjen i form av blått lys, kan det bryte ned de fargeproduserende molekylene når det blir fanget.

Teamet fant tidligere en måte å få denne fangede energien ut raskere. Dette inkludert ved hjelp av et belegg on den negative elektroden til hjelpe de energikonvertering inn i blått lys, noe som effektivt skaper en rask fil.

«På en vei som ikke har nok kjørefelt, kan utålmodige sjåfører krasje inn i hverandre og dermed kutte all trafikk – akkurat som to eksitoner som støter inn i hverandre skaper mye varm energi som ødelegger molekylet. Plasmon-eksiton-polariton er vår optiske design for et eksiton-hurtigfelt.»

- FFørsteforfatter Haonan Zhao, en nyutdannet doktorgrad i fysikk.

Klikk her for å lære hvordan PHOLED-teknologi er klar til å drive neste generasjons skjermer.

Hvordan Purcell-effekten forbedrer OLED-ytelsen

Detaljene i situasjonen her er basert om kvantemekanikk, dvs. lysets oppførsel på atomær og molekylær skala.

Når et elektron, en partikkel med negativ elektrisk ladning, går gjennom den negative elektroden, skapes en eksitert tilstand i et av molekylene, som produserer blått lys. 

Dette staten er et negativt ladet elektron som hopper opp i et høyere energinivå, og positivt ladet «hull» venstre bak av elektronet, og sammen de gjøre et eksiton.

Normalt ville elektronet gå tilbake til sin opprinnelige tilstand og fyre av et blått foton. Men Når man bruker den fosforescerende ruten, har eksitoner en tendens til å holde seg rundt.

Eksitoner nær elektroden genererer fotoner raskere på grunn av den skinnende overflaten støtte kvantekvasipartikler kalt overflateplasmoner (SP-er), Som er i likhet med Små bølger i elektroner på overflaten av et metall.

Når eksitonet i lysende materiale er ganske nær elektroden, blir hjelpe til med å konvertere til blått lys, ettersom det kan avgi energien sin til overflateplasmonet, som kalles Purcell-effekten. Denne effekten er rett og slett forbedringen av et kvantesystems spontane utslippsrate av miljøet.

Men Ikke alle overflateplasmoner produserer fotoner, så eksitonets oscillasjon, skape bølger i elektronene i elektroden, er ikke automatisk nyttig. For å få fotonet, må eksitonet kobles til SP, og dermed skapes et plasmon-eksiton-polariton.

Å lage blå OLED-er like effektive som grønne: Ny forskning

Til oppmuntre effekten, laget tok et tynt lag av en karbonbasert halvleder og la det til til den skinnende elektroden Det fremmer energioverføring. Deres Tilnærmingen utvider også effekten dypere inn i materialet, slik at eksitoner vekk fra elektroden også kan dra nytte av det.

Teamet har brukt denne effekten med andre ruter for å lage en blå PHOLED som ikke bare kan skinne like sterkt som den grønne PHOLED, men som også varer like lenge.

Publisert i Nature Photonics, studien² rapporterte en dypblå tandem PHOLED med lang levetid ved hjelp av de polaritonforsterket Purcell (PEP)-effekt ved anoden i tillegg til katoden. Teknologien har blitt lisensiert til Universal Display Corp.

Designet her involverer en tandem-OLED, som har to lysemitterende lag for å redusere lysbelastningen fra hvert lag og ta ned de odds av to eksitoner som slås sammen. Ved å legge til et lag som hjelper eksitoner med å resonnere med SP-er i nærheten av begge elektrodene, gir teamet begge emitterende lag tilgang til hurtigfeltet.

Hele systemet er et optisk hulrom, også kalt en optisk resonator, hvor blått lys resonerer mellom elektrodene, og presser fotonenes farge dypere inn i det blå området. Studien slo fast:

«Så vidt vi vet er dette den første demonstrasjonen av en dypblå PHOLED som viser stabilitet som kan sammenlignes med grønne PHOLED-er, noe som akselererer bruken av de dypblå fosforescerende emitterne i energieffektive skjermer og belysning.» 

Investering i OLED-skjermer

Nå er det Det er på tide å ta en titt på den ledende OLED-skjermaktøren og dens investeringspotensial. Universal Display Corporation er et fremtredende navn innen feltet, som driver med forskning, utvikling og kommersialisering av OLED-teknologier og -materialer for bruk i skjermer og solid-state-belysningsapplikasjoner. 

Selskapet leverer OLED-materialer og har viktige patenter, inkludert on fosforescerende OLED-teknologi (PHOLED). Blant de viktigste kundene finner vi Samsung, LG Display, Panasonic, Pioneer, AU Optronics, CMEL (China Mobile Electronics) og andre.

Universal Display Corp. (OLED )

Når det gjelder markedsutviklingen til Universal Display Corp., er markedsverdien på 7 milliarder dollar OLED-skjermer Aksjene handles for tiden til 146.95 dollar, en opp 0.51 % hittil i år. Selv om aksjekursene fortsatt er nede med 44 % fra toppen i 2021, har de hatt en fin oppgang.

Med det er EPS (TTM) 4.81, P/E (TTM) 30.55 og ROE (TTM) 14.58 %. Utbytteavkastningen tilbudt av selskapet er 1.22%. Selskapet annonserte nylig et kontantutbytte på 0.45 dollar per aksje for andre kvartal. som gjenspeiler «forventet fortsatt generering av kontantstrøm og forpliktelse til retur kapital til aksjonærene.»

1. mai kunngjorde selskapets styre også godkjenningen av et nytt tilbakekjøpsprogram for aksjer, som autoriserer kjøp av opptil 100 millioner dollar av selskapets ordinære aksjer.

Rundt denne tiden rapporterte Universal Display Corporation også økonomiske resultater for første kvartal som ble avsluttet 31. mars 2025. Per resultatene, selskapet registrert en totalinntekt på 166.3 millioner dollar, bare 0.6 % økning fra samme kvartal året før.

Inntekter fra materialsalg i 1. kvartal 2025 kom inn kl 86.2 millioner dollar, ned fra 93.3 millioner dollar i 1Q24, på grunn av lavere enhetsmaterialvolum for emittermaterialene, noe som delvis ble motvirket av endringer i kundemiksen. Kostnaden for materialsalg økte i mellomtiden litt til 33.9 millioner dollar.

Inntekter fra royalties og lisensavgifter i denne perioden så en 7.75% øke til 73.6 millioner dollar.

«Vi startet 2025 med solide økonomiske signaler og har fortsatt tillit til den langsiktige veksten i OLED-markedet.»

– Visepresident og finansdirektør Brian Millard

Universal Display Corporations totale bruttomargin for første kvartal 1 var 2025 %, ned 77 % fra første kvartal 1, mens driftsresultatet var 2024 millioner dollar og nettoinntekten var 69.7 millioner dollar eller 64.4 dollar per utvannet aksje.

For selskapets omsetningsprognoser for 2025 bekreftet det å være mellom 640 millioner dollar og 700 millioner dollar til tross "det utviklende makroøkonomiske miljøet" skaper større usikkerhet. Finansdirektør Millard erkjenner den økende kompleksiteten i det globale landskapet og sier at de fortsatt er forpliktet til den langsiktige strategien om å fremme sin lederskap innen OLED-området gjennom kontinuerlig oppfinnelse og levering av toppmoderne teknologier og materialer i dette miljøet.

«Med en kraftig innovasjonsmotor, en sterk balanse, en robust forsyningskjede og operasjonell smidighet er vi godt posisjonert til å tilpasse oss endringer, reagere raskt og fortsette å støtte våre kunder og partnere.»

– Millard

Siste nyheter og utvikling innen Universal Display (OLED)-aksjer

Avsluttende tanker: Fremtiden for OLED-innovasjon

OLED-skjermer er raskt i ferd med å bli en integrert del av livene våre, og blir stadig mer brukt på smarttelefoner, bærbare datamaskiner, biler og bærbare enheter. ARs, VR-erog mye mer. De er imidlertid ikke bare visuelle verktøy lenger; snarere jobber forskere med å transformere dem inn i multisensoriske grensesnitt.

De nylige innovasjonene innen OLED, pikselnivålyd og effektive dypblå PHOLED-skjermer lover en ny æra innen OLED-teknologi som vil gi oss tynnere, mer oppslukende og mer energieffektive enheter på tvers av alle skjermapplikasjoner!

Referert til studier:

<sup>1. Hong, S., Park, J., Kim, Y., Ryu, J., Kim, T., & Lee, J.-Y. (2025). Lokalisert lydintegrert skjermhøyttaler som bruker krysstalefri piezoelektrisk vibrasjonAvansert vitenskap, 12(13), 2307101. https://doi.org/10.1002/advs.202307101
2. Zhao, H., Arneson, CE og Forrest, SR Stabil, dypblå tandemfosforescerende organisk lysdiode muliggjort av den dobbeltsidige polaritonforsterkede Purcell-effekten. Nat. Foton. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01679-0</sup>