OLED-gjennombrudd: Innebygd lyd og blå pikselholdbarhet

Organisk lysutstrålende diode, eller OLED, ble utviklet for omtrent fire tiår siden hos Kodak. Ideen bak OLED-teknologien var å lage mer effektive, fleksible og tynnere skjermer enn tradisjonelle væskekristallskjermer (LCD-er).

Disse enhetene bruker et organisk lysutstrålende lag, som er plassert mellom to ledere. Det tynne laget er laget av et karbonbasert halvledermateriale, i stedet for silisium eller indium, som er standardmaterialene i LED-er.

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

Hver av pikslene her kan kontrolleres individuelt, noe som gjør at OLED-er kan eliminere behovet for bakgrunnsbelysning, og dermed forbedre kontrast, bildekvalitet og energieffektivitet. 

Andre fordeler med en OLED-skjerm sammenlignet med en LCD inkluderer høyere lysstyrke, et bredere fargespekter, bredere betraktningsvinkel, ultratynne og bøyelige skjermer, lavere strømforbruk og bedre holdbarhet. De har imidlertid også utfordringer som å være dyre og ha begrenset levetid.

Likevel opplever OLED-markedet for tiden en kraftig vekst, med over en milliard OLED-paneler som produseres hvert år.

OLED-markedet er faktisk forventet å vokse til 72,8 milliarder innen 2026. Denne veksten drives hovedsakelig av den økende adopsjonen av teknologien på tvers av ulike produkttyper, inkludert smarttelefoner, TV-skjermer, smarte wearables, håndholdte spillkonsoller, bilindustrien, utvidet virkelighet (AR), virtuell virkelighet (VR) og store format skjermer.

OLED-er er faktisk en relativt ny skjermteknologi og blir utviklet i et imponerende tempo. Noen av de lovende innovasjonene på dette området inkluderer rullbare og strekkbare skjermer, transparente skjermer og wearables som hudlapper.

Dette er bare begynnelsen; de nyeste fremskrittene forbedrer nå holdbarheten til blå OLED-er og lager lyd OLED-er med flere høyttalerfunksjoner.

Så, selv om det ikke er en glitrende investering, er vi avhengige av og bruker skjermer overalt. Derfor vil vi nå gå dypere inn i disse to fremskrittene og hvordan de har som mål å endre skjermindustrien.

OLED-skjermer med innebygd høyttaler: Den neste frontlinjen

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

Hvorfor multisensoriske OLED-skjermer er viktige

Med modenheten til visuell teknologi er det nå en økende interesse for å integrere multisensoriske innspill. Syn og hørsel er tross alt de dominerende menneskelige sansene.

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

Lyd er av kritisk betydning her, med forskning som viser at audiovisuell synkronisering utgjør nesten 90 % av oppfattet oppslukning. Så det er en selvfølge at selskaper og studier jobber med lydaspektet i skjermer.

De fleste nåværende skjermer trenger imidlertid fortsatt eksterne lydplanker eller flerkanelhøyttalere, og dette skaper noen åpenbare designutfordringer.

I displayenheter som smarttelefoner og TV-er er høyttalerintegrasjon i konflikt med den slanke formfaktoren. En romlig inkonsistens mellom den oppfattede lydkilden og høyttalerens plassering reduserer samtidig oppslukningen. I biler gjør de kompakte interiørene i kjøretøyene denne integrasjonen svært vanskelig.

For å fremme multisensoriske displayopplevelser må disse utfordringene først løses.

Hvordan piezoelektriske høyttalere driver lyd‑utstrålende OLED‑er

For å gjøre skjermer multisensoriske har forskere utforsket å integrere lydgenerering direkte i OLED-skjermer. Imidlertid har disse teknologiene, som elektrostatiske høyttalere og termoakustiske høyttalere, selv om de viser potensialet for skjermintegrerte høyttalere, utfordringer med hensyn til effektivitet, ytelse og praktisk anvendelse.

Kommercielt har LG Displays Crystal Sound OLED (CSO) og Sonys Acoustic Surface Audio integrert høyttalere i skjermen, men de bruker omfattende maskinvare og møter utfordringer med nøyaktig lydlokalisering.

Problemet med konvensjonelle exciterer, enheter som genererer lyd gjennom vibrasjon, er at de er store og klumpete og på ingen måte ideelle for moderne ultratynne og fleksible skjermer. Lydkryssprat mellom flere høyttalere fører også til mangel på presis kontroll over lokalisert lyd.

Så, mens de demonstrerer levedyktigheten til panelhøyttalere, fremhever disse kommersialiserte produktene også de strukturelle begrensningene til elektromagnetiske høyttalere. Dette skaper et behov for løsninger som fungerer bedre med de nye trendene innen skjermteknologi.

Dette er hvor piezoelektriske høyttalere kommer inn i bildet. Disse høyttalerne konverterer elektrisk energi direkte til mekanisk bevegelse gjennom den inverse piezoelektriske effekten. Dette muliggjør effektiv lydgenerering med et fleksibelt, lett og lavt strømforbruk design.

Piezoelektriske høyttalere har en enkel lagdelt konstruksjon som kun involverer elektroder og piezoelektriske materialer, og gir dermed fordeler som rimelighet, kompakthet og høy energiytelse.

Ulike piezoelektriske teknologier er for tiden under utvikling, selv om de fleste fokuserer på ett enkelt element eller kun exciteren, i stedet for å adressere fler‑element konfigurasjoner. Dette til tross for at høyttalere ofte krever flere exciterer arrangert i matriser for å forbedre ytelsen og oppnå realistiske stereoeffekter.

Dermed fokuserte den siste studien fra POSTECH‑forskerne på to nøkkel­elementer i piezoelektriske høyttalere, som innebærer å oppnå krysspratsfri membranvibrasjon og forbedre jevnhet i frekvensresponsene.

Pixelbasert lokallyd‑OLED: Et gjennombrudd for skjermhøyttalere

Forskere fra Pohang University of Science and Technology (POSTECH) har bygget den aller første pixelbaserte lokallyd‑OLED‑teknologien.

Dette gjennombruddet gjør det mulig for hver piksel i OLED‑skjermen å avgi forskjellige lyder samtidig. Dette gjør at skjermen kan fungere som et flerkanel høyttalerarray.

Ledet av Su Seok Choi, professor ved Institutt for elektroteknikk ved POSTECH, har forskerteamet med suksess demonstrert sin nye teknologi på et 13‑tommers OLED‑panel, det samme som brukes i vanlige bærbare PC‑er og nettbrett.

Publisert i tidsskriftet Advanced Science¹, ble studien støttet av Ministeriet for handel, industri og energi under programmet for innovasjon av elektroniske komponentteknologier.

Ifølge studien integrerte teamet ultratynne piezoelektriske exciterer, arrangert på samme måte som piksler, i OLED‑skjermens ramme. Disse piezo‑excitererne konverterer elektriske signaler til lydvibrasjoner uten å oppta ekstern plass. Enda viktigere er at de er fullt kompatible med OLED‑panelenes tynne formfaktor.

Hver av disse pikslene kan fungere som en uavhengig lydkilde, noe som muliggjør pixelbasert lokallyd‑teknologi.

Lokalisert lyd i OLED-er for høypresisjonslyd

For å eliminere lydkryssprat fullstendig, som innebærer å sikre at flere lyder fra ulike områder av skjermen ikke påvirker hverandre, utviklet forskerne en metode som tillater virkelig lokalisert lydopplevelse.

De introduserte en vibrasjonsisolerende rammestruktur og optimaliserte den for form, dimensjoner og materialegenskaper. Rammene begrenset overfladevibrasjoner til tildelte områder, hindret overføring til naboregioner og forbedret jevnhet i frekvensresponsen.

Teamet fant også at økt høyde og bredde på rammen, samt bruk av materialer med ulike akustiske impedanser, reduserte total harmonisk forvrengning (THD) og forbedret konsistensen i frekvensresponsen.

Denne teknologien har blitt implementert med suksess på 13‑tommers OLED‑panelet, og leverer høy‑kvalitets lyd direkte fra skjermen uten behov for eksterne høyttalere, samtidig som OLED‑ens tynne og lette design opprettholdes. Implementeringen beviser teknologiens praktiske skalerbarhet samt kommersielle levedyktighet.

“Skjermer utvikler seg fra å være kun 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 slanke, lette design i smarttelefoner, bærbare PC‑er og bilskjermer — samtidig som den leverer oppslukende, høy‑fidelitetslyd.”

Når det gjelder bruksområder, viser metoden potensialet for dashbord‑integrerte OLED‑høyttalere og fler‑sones lydsystemer i biler, som gjør det mulig med ulike funksjoner som navigasjonsinstruksjoner og musikkavspilling fra samme skjerm. I smarttelefoner eller VR kan romlig lyd tilpasse seg brukerens hånd‑ eller hodebevegelser for å øke realismen og oppslukningen betydelig.

Alt i alt gir studien verdifulle innsikter for fremtidig utvikling av tynne, fleksible, skjermintegrerte lydsystemer, og åpner for nye muligheter i oppslukende, multisensoriske brukeropplevelser.

Gjennombrudd i blå OLED‑effektivitet og levetid

Forskere fra University of Michigan har imidlertid åpnet veien for mer energieffektive OLED‑skjermer ved å demonstrere blå fosforescerende OLED‑er som varer like lenge som de grønne PHOLED‑ene.

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

Blå PHOLED‑er er svært effektive, men har ennå ikke oppnådd bredere kommersiell bruk i skjermer og belysning på grunn av deres korte driftstid. 

Dette skyldes den høye tettheten av energirike triplet‑eksitoner som akkumuleres i emisjonslaget og til slutt annihilerer, noe som fører til molekylær nedbrytning. 

Men den siste studien, med støtte fra Department of Energy (DOE) og Universal Display Corporation (OLED ), har funnet løsningen som «flytter blått inn i domenet for grønne levetider».

“Jeg kan ikke si at problemet er helt løst – selvfølgelig er det ikke løst før det kommer inn i skjermen – men jeg tror vi har vist veien til en reell løsning som har unnsluppet fellesskapet i to tiår.”

Øke OLED‑energi‑effektiviteten med raskere konvertering

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

For tiden bruker røde og grønne OLED‑er den effektive fosforescerende tilnærmingen, mens blå OLED‑er bruker fluorescens. Dette betyr at, teoretisk, har røde og grønne OLED‑er maksimalt én foton per elektron som passerer gjennom enheten. I kontrast oppnår blå OLED‑er en mye lavere effektivitet.

Problemet er at av rødt, blått og grønt (RGB) lys har blått den høyeste fotonenergien. Dermed må molekylene i blå PHOLED‑er håndtere høyere energier enn i røde og grønne PHOLED‑er. Mens mesteparten av energien forblir i form av blått lys, kan den bli fanget og bryte ned fargeproduserende molekyler.

Teamet fant tidligere en måte å få denne fangede energien ut raskere. Dette inkluderte bruk av en belegg på den negative elektroden for å hjelpe energien med å konverteres til blått lys, og dermed effektivt skape en hurtigbane.

“På en vei som ikke har nok kjørefelt, kan utålmodige sjåfører kollidere med hverandre og stoppe all trafikk – akkurat som to eksitoner som støter sammen skaper mye varm energi som ødelegger molekylet. Plasmon‑ekskiton‑polariton er vårt optiske design for en eksiton‑hurtigbane.”

– Første forfatter Haonan Zhao, en nylig Ph.D.-utdannet i fysikk.

Klikk her for å lære hvordan PHOLED‑teknologi vil drive neste generasjons skjermer.

Hvordan Purcell‑effekten forbedrer OLED‑ytelse

Detaljene i denne situasjonen er basert på kvantemekanikk, dvs. lysets oppførsel på atom- og molekylært nivå.

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

Denne tilstanden er et negativt ladet elektron som hopper til et høyere energinivå, og det positivt ladede «hullet» som etterlates av elektronet, og sammen danner de en eksiton.

Vanligvis vil elektronet gå tilbake til sin opprinnelige tilstand og avgi en blå foton. Men ved bruk av den fosforescerende veien har eksitoner en tendens til å bli værende.

Eksitoner nær elektroden genererer fotoner raskere på grunn av den glatte overflaten som støtter kvante‑kvasi‑partikler kalt overflate‑plasmons (SP‑er), som er som små bølger i elektroner på en metalls overflate.

Når eksitonen i det lysutstrålende materialet er relativt nær elektroden, får den hjelp til å konvertere til blått lys ved å overføre energien til overflate‑plasmons, noe som kalles Purcell‑effekten. Denne effekten er simpelthen en forsterkning av et kvantesystems spontane emisjonsrate på grunn av omgivelsene.

Men ikke alle overflate‑plasmons produserer fotoner, så eksitonens oscillasjon, som skaper bølger i elektronene i elektroden, er ikke automatisk hjelpsom. For å få fotonet må eksitonen kobles til SP‑en, og danner en plasmon‑ekskiton‑polariton.

Skape blå OLED‑er like effektive som grønne: Ny forskning

For å fremme effekten tok teamet et tynt lag av et karbonbasert halvledermateriale og la det til den glatte elektroden som fremmer energioverføring. Tilnærmingen deres utvider også effekten dypere inn i materialet, slik at eksitoner langt fra elektroden også drar nytte av den.

Teamet har utnyttet denne effekten sammen med andre metoder for å lage en blå PHOLED som ikke bare kan lyse like sterkt som den grønne PHOLED, men også vare like lenge.

Publisert i Nature Photonics, rapporterte studien en dypblå tandem‑PHOLED med lang driftstid ved bruk av den polariton‑forsterkede Purcell‑effekten (PEP) ved både anoden og katoden. Teknologien har blitt lisensiert til Universal Display Corp.

Designen her involverer en tandem‑OLED, som har to lysutstrålende lag for å redusere belastningen på hvert lag og redusere sjansen for at to eksitoner smelter sammen. Ved å legge til et lag som hjelper eksitoner å resonere med SP‑er nær begge elektrodene, gir teamet begge de lysende lagene tilgang til hurtigbanen.

Hele systemet er et optisk kammer, også kalt en optisk resonator, hvor blått lys resonnerer mellom elektrodene, og skyver fotonens farge dypere inn i det blå spekteret. Studien uttalte:

“Etter vår kunnskap er dette den første demonstrasjonen av en dypblå PHOLED som viser stabilitet sammenlignbar med grønne PHOLED‑er, og fremskynder bruken av dypblå fosforescerende emittere i energieffektive skjermer og belysning.”

Investere i OLED‑skjermer

Nå er det på tide å se på den ledende aktøren innen OLED‑skjermer og dens investeringspotensial. Universal Display Corporation er et fremtredende navn i feltet, som er engasjert i forskning, utvikling og kommersialisering av OLED‑teknologier og materialer for bruk i skjerm‑ og solid‑state belysningsapplikasjoner.

Selskapet leverer OLED‑materialer og har kritiske patenter, inkludert på fosforescerende OLED (PHOLED)‑teknologi. Dens viktigste kunder inkluderer Samsung, LG Display, Panasonic, Pioneer, AU Optronics, CMEL (China Mobile Electronics) og andre.

Universal Display Corp. (OLED )

Når det gjelder markedsprestasjonen til Universal Display Corp., handles selskapets OLED‑aksjer med en markedsverdi på 7 milliarder dollar til $146,95, opp 0,51 % år‑til‑dato. Selv om aksjekursene fortsatt er 44 % lavere enn toppnivået i 2021, har de gjort en fin gjenoppretting.

Med dette er EPS (TTM) 4,81, P/E (TTM) 30,55, og ROE (TTM) 14,58 %. Utbytteavkastningen som selskapet tilbyr er 1,22 %. Nylig kunngjorde selskapet et kontantutbytte for andre kvartal på $0,45 per aksje, som reflekterer den «forventede fortsatte kontantstrømmen og forpliktelsen til å returnere kapital til aksjonærene».

Den 1. mai kunngjorde selskapets styre også godkjenning av et nytt aksjetilbakekjøpsprogram, som autoriserer kjøp av opptil $100 millioner av selskapets ordinære aksjer.

Rundt dette tidspunktet rapporterte Universal Display Corporation også finansresultater for første kvartal som avsluttet 31. mars 2025. I henhold til resultatene registrerte selskapet en total omsetning på $166,3 millioner, kun en 0,6 % økning fra samme kvartal året før.

Inntekter fra materialesalg i Q1 2025 var $86,2 millioner, ned fra $93,3 millioner i 1Q24, på grunn av lavere enhetsvolum for emitter‑materialer, noe som delvis ble oppveid av endringer i kundesammensetning. Kostnaden for materialesalg økte derimot litt til $33,9 millioner.

Inntekter fra royalties og lisensavgifter i denne perioden økte med 7,75 % til $73,6 millioner.

“Vi startet 2025 med en solid finansiell note og fortsetter å være trygge på den langsiktige vekstbanen for OLED‑markedet.”

– Vice President og Chief Financial Officer Brian Millard

Universal Display Corporations totale bruttofortjeneste for Q1 2025 var 77 %, ned 1 % fra første kvartal 2024, mens driftsinntekten var $69,7 millioner og nettoinntekten $64,4 millioner eller $1,35 per utvannet aksje.

For selskapets inntektsveiledning for 2025 bekreftet den et intervall mellom $640 millioner og $700 millioner til tross for «det utviklende makroøkonomiske miljøet» som skaper større usikkerhet. Ved å anerkjenne den økende kompleksiteten i det globale landskapet, sa CFO Millard at de fortsatt er forpliktet til den langsiktige strategien om å fremme sin ledelse i OLED‑området gjennom kontinuerlig oppfinnelse og levering av toppmoderne teknologier og materialer i dette miljøet.

“Med en kraftig innovasjonsmotor, solid balanse, robust forsyningskjede og operasjonell smidighet, er vi godt posisjonert til å tilpasse oss endringer, svare raskt og fortsette å støtte våre kunder og partnere.”

– Millard

Siste nyheter og utviklinger for Universal Display (OLED) aksjer

Avsluttende tanker: Fremtiden for OLED‑innovasjon

OLED‑skjermer blir raskt en integrert del av livene våre, med økende adopsjon i smarttelefoner, bærbare PC‑er, biler, wearables, AR‑er, VR‑er og mye mer. De er imidlertid ikke lenger bare visuelle verktøy; forskere jobber med å omforme dem til multisensoriske grensesnitt.

De siste innovasjonene innen OLED, piksel‑nivå lyd og effektive dypblå PHOLED‑er lover en ny æra for OLED‑teknologi som vil gi oss tynnere, mer oppslukende og mer energieffektive enheter på tvers av alle skjermapplikasjoner!

Studier referert:

^{1. Hong, S., Park, J., Kim, Y., Ryu, J., Kim, T., & Lee, J.‑Y. (2025). Lokal lyd‑integrert skjermhøyttaler ved krysspratsfri piezoelektrisk vibrasjon. Advanced Science, 12(13), 2307101. https://doi.org/10.1002/advs.202307101}

^{2. Zhao, H., Arneson, C.E. & Forrest, S.R. Stabil, dypblå tandem fosforescerende organisk lysdiode aktivert av den tosidige polariton‑forsterkede Purcell‑effekten. Nat. Photon. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01679-0}