Разработан белый органический светодиод, который работает при напряжении питания менее 1,5 вольт

Органические светодиоды (OLED) произвели революцию в технологиях отображения информации, обеспечив яркие цвета и стильный дизайн для самых разных устройств — от телевизоров и ноутбуков до устройств виртуальной реальности с эффектом погружения. Несмотря на непревзойденное качество изображения, OLED-дисплеи по-прежнему имеют одно ключевое ограничение: белые OLED-дисплеи потребляют относительно много энергии, что препятствует их широкому распространению в небольших устройствах с батарейным питанием.

Такая энергозатратность обусловлена высоким напряжением, необходимым для получения белого света. Для работы современных белых OLED-дисплеев обычно требуется напряжение более 2,5 вольт, то есть напряжение, необходимое для получения синего света, из которого частично состоит белый свет. Несмотря на обширные исследования в области повышения эффективности и качества цветопередачи белых OLED-дисплеев, снижение их рабочего напряжения остаётся серьёзной проблемой.

В недавнем исследовании исследовательская группа, возглавляемая адъюнкт-профессором Сейитиро Идзавой из Лаборатории материалов и структур Токийского института науки (Science Tokyo), Япония, добилась замечательного прорыва в технологии белых OLED-дисплеев. В их статье, которая была опубликована в Журнале Materials Chemistry 24 июля 2025 года, сообщается об успешной разработке белого органического электролюминесцентного устройства, работающего при беспрецедентно низком напряжении.

Команда опиралась на свои предыдущие наработки в области создания низковольтных синих OLED-дисплеев с использованием процесса повышающего преобразования, основанного на триплет-триплетной аннигиляции (ТТА). Проще говоря, их стратегия заключается в использовании низкого напряжения для управления движением отрицательных и положительных зарядов в многослойном органическом полупроводниковом устройстве. Когда эти заряды встречаются и рекомбинируют, они создают возбуждённые электронные состояния, известные как триплетные состояния. Эти состояния могут «уничтожать» друг друга посредством ТТА, создавая синглетное состояние с более высокой энергией, которое при распаде излучает синий свет.

Чтобы получить белый свет, исследователи ввели в излучающий слой полупроводникового устройства два легирующих элемента разного цвета: небесно-голубой легирующий элемент (на основе перилена, Tbpe) и жёлтый легирующий элемент (рубрен). Эти легирующие элементы, возбуждённые высокоэнергетическими синглетными состояниями в основном материале, также излучают свет соответствующих цветов. В результате получается белый свет, поскольку жёлтый и синий являются дополнительными цветами. Чтобы правильно настроить «белизну» изображения, исследователям пришлось тщательно отрегулировать соотношение каждого легирующего элемента.

Разработанный учеными белый OLED может включаться при напряжении менее 1,5 вольт. Такое низкое напряжение означает, что устройство может работать от одной сухой батареи на 1,5 вольт. «Насколько нам известно, это самое низкое рабочее напряжение для белых OLED-дисплеев на сегодняшний день», — подчёркивает Идзава. — Благодаря снижению рабочего напряжения в белых OLED-дисплеях это исследование может привести к появлению новых конструкций дисплеев в портативной электронике, в том числе в носимых устройствах для развлечений, спорта и здоровья. «Наше достижение может способствовать созданию более энергоэффективного общества за счёт внедрения дисплеев и осветительных приборов с меньшим энергопотреблением»

Сообщение Разработан белый органический светодиод, который работает при напряжении питания менее 1,5 вольт появились сначала на Время электроники.