OLED dobiva novu dimenziju

18/08/2026 Tehnologija

Znanstvenici razvili zaslon koji emitira kružno polarizirano svjetlo

OLED tehnologija više se ne razvija samo u smjeru veće svjetline, boljeg kontrasta i manje potrošnje energije. Istraživači sada pokušavaju kontrolirati i samu polarizaciju svjetlosti koju OLED emitira. Novi rad objavljen u časopisu Nature Communications donosi prvi CP-OLED temeljen na posebnoj skupini neutralnih organskih radikala, a mogao bi biti važan za buduće zaslone, 3D prikaz i napredne optičke sustave.

OLED zasloni danas su već standard u pametnim telefonima, televizorima i sve većem broju prijenosnih uređaja. Međutim, istraživanje OLED tehnologije nije završeno. Znanstvenici pokušavaju pronaći nove načine kontrole svjetlosti kako bi budući optoelektronički uređaji bili učinkovitiji, tanji i sposobni za funkcije koje klasični OLED paneli danas ne mogu jednostavno ostvariti.

Jedan od takvih smjerova je kružno polarizirana luminiscencija, odnosno CPL (Circularly Polarized Luminescence).

Što je zapravo kružno polarizirano svjetlo?

Najjednostavnije rečeno, kod običnog svjetla električno polje može oscilirati u različitim smjerovima. Kod linearno polariziranog svjetla oscilacija je ograničena na jedan smjer, dok se kod kružno polariziranog svjetla smjer električnog polja tijekom širenja svjetlosti rotira.

Zbog toga se kružno polarizirano svjetlo često opisuje kao svojevrsna spirala ili zavojnica koja se okreće dok putuje kroz prostor.

Postoje dvije osnovne „ruke“ odnosno smjera kružne polarizacije – lijeva i desna. Upravo mogućnost kontroliranja toga smjera čini CPL zanimljivim za napredne optičke tehnologije.

U klasičnom sustavu za dobivanje takvog svjetla često su potrebne dodatne optičke komponente, poput polarizatora i četvrtvalne pločice. Problem je što takve komponente povećavaju složenost sustava i mogu uzrokovati optičke gubitke.

Cilj CP-OLED istraživanja zato je vrlo zanimljiv: napraviti OLED koji će kružno polarizirano svjetlo proizvoditi izravno.

Novi OLED koristi neobične organske radikale

U novom radu, objavljenom 30. srpnja 2026. u časopisu Nature Communications, istraživači su razvili prvi CP-OLED temeljen na donor-akceptor neutralnim TTM radikalima.

TTM je kratica za tris(2,4,6-triklorofenil)metil, skupinu stabilnih organskih radikala koja je već godinama zanimljiva istraživačima OLED tehnologije.

Za razliku od klasičnih organskih emitera, koji uglavnom imaju zatvorene elektronske ljuske, organski radikali imaju nespareni elektron. Upravo ta posebna elektronska struktura omogućuje drugačiji način stvaranja pobuđenih stanja i emisije svjetlosti.

U novom istraživanju istraživači su otišli korak dalje. Kao ključni dio molekule upotrijebili su topološki kiralni [2]katenan – molekularnu strukturu sastavljenu od međusobno povezanih prstenova.

Takva struktura omogućuje kontrolu kiralnosti, odnosno svojstva koje razlikuje „lijevu“ i „desnu“ verziju molekularne strukture.

Rezultat: OLED koji emitira kružno polarizirano svjetlo

Rezultati su posebno zanimljivi jer istraživači nisu ostali samo na mjerenju materijala u laboratoriju. Napravili su stvarni CP-OLED uređaj.

Uređaj proizvodi duboko crvenu emisiju, a maksimalna vanjska kvantna učinkovitost, odnosno EQE, iznosi 3,92 posto.

No još važniji rezultat odnosi se na g_EL, odnosno elektroluminiscentni faktor asimetrije koji opisuje koliko uređaj favorizira jednu od dvije kružne polarizacije.

Novi uređaj dosegnuo je |g_EL| = 7,2 × 10⁻³.

Na prvi pogled broj 0,0072 ne izgleda velik. Međutim, u istraživanju kružno polariziranih OLED-ova upravo je povećanje tog parametra jedan od ključnih problema. Cilj nije samo proizvesti puno svjetlosti, nego proizvesti je uz što jasniju razliku između lijeve i desne kružne polarizacije.

Što znači gEL?

Ovdje vrijedi malo zastati jer je g_EL jedan od najvažnijih, ali i najteže razumljivih podataka u ovoj priči.

U osnovi se uspoređuje intenzitet lijevo i desno kružno polariziranog svjetla. Ako OLED emitira potpuno jednaku količinu obje komponente, nema preferencije i vrijednost faktora je blizu nule.

Što je razlika veća, to je veći apsolutni iznos faktora. U idealiziranom slučaju potpuno jedne „ruke“ kružne polarizacije vrijednost može doseći teorijski maksimum od 2.

Zato je 7,2 × 10⁻³ još uvijek daleko od idealnog slučaja. Ipak, rezultat je važan jer pokazuje da se svojstvo može ostvariti u stvarnom OLED uređaju, a ne samo u laboratorijskom uzorku materijala.

Zašto je ovo važno za buduće zaslone?

Kružno polarizirana luminiscencija nije zanimljiva samo zbog toga što zvuči kao naprednija verzija OLED-a.

Ona bi mogla omogućiti razvoj novih optičkih sustava u kojima se polarizacija svjetlosti koristi kao dodatna informacija.

Među područjima koja se istražuju su:

3D zasloni i napredni stereoskopski sustavi,
AR i VR uređaji,
optički senzori,
fotonički uređaji,
sigurnosne i anti-counterfeiting tehnologije,
napredni sustavi za obradu i kontrolu svjetlosti,
optičke i potencijalno kvantne komunikacijske tehnologije.

Posebno je zanimljivo područje AR/VR tehnologije. Moderne naočale i headseti već koriste vrlo složene optičke sustave za usmjeravanje svjetlosti od mikrozaslona prema oku. Ako se polarizacija može kontrolirati već na samom izvoru svjetlosti, moguće je smanjiti potrebu za dijelom vanjskih optičkih elemenata ili ih bolje integrirati u cijeli sustav.

To je zasad istraživački potencijal, a ne najava skorog komercijalnog proizvoda.

OLED koji „zna“ na koju stranu vrti svjetlost

Upravo je to možda najjednostavniji način da se objasni važnost ovog istraživanja.

Klasični OLED prvenstveno kontrolira koliko svjetlosti proizvodi i koju boju proizvodi.

CP-OLED pokušava dodati još jednu dimenziju kontrole: kako se električno polje te svjetlosti orijentira dok se svjetlost širi.

Drugim riječima, budući OLED ne bi morao biti samo crven, zelen ili plav. Njegovo bi se svjetlo moglo dodatno kontrolirati prema njegovim optičkim svojstvima i polarizaciji.

TTM radikali već imaju zanimljivu OLED povijest

Novo istraživanje nije nastalo iz ničega. TTM radikali već su nekoliko godina jedno od zanimljivijih područja istraživanja organskih emitera.

Raniji radovi pokazali su da donor-akceptor radikali mogu proizvesti vrlo učinkovitu duboko crvenu emisiju. Kod nekih prethodnih TTM OLED struktura ostvarene su vanjske kvantne učinkovitosti od više desetaka posto, što pokazuje koliko je ova klasa materijala napredovala.

Posebnost radikalskih emitera povezana je s njihovim elektronskim stanjem. Kod klasičnih fluorescentnih OLED emitera elektroni nakon rekombinacije stvaraju singletna i tripletna pobuđena stanja, pri čemu klasična fluorescentna emisija može koristiti samo dio nastalih pobuđenih stanja.

Kod radikala je situacija drugačija. Njihova elektronska struktura omogućuje doublet emisiju, što otvara drugačiji put prema učinkovitom stvaranju svjetlosti.

Upravo je razvoj takvih materijala tijekom posljednjeg desetljeća doveo do vrlo učinkovitih duboko crvenih OLED-ova.

Novi rezultat ipak nije spreman za televizore

Ovdje je važno napraviti razliku između znanstvenog proboja i komercijalne tehnologije.

Novi CP-OLED je vrlo zanimljiv laboratorijski rezultat, ali nije riječ o panelu koji bi se uskoro mogao pojaviti u televizorima Samsunga, LG-a ili Sonyja.

EQE od 3,92 posto također treba promatrati u kontekstu konkretne strukture uređaja i duboko crvene emisije. Istraživanje je prije svega dokaz koncepta da se donor-akceptor neutralni TTM radikali mogu koristiti za izradu funkcionalnog kružno polariziranog OLED-a.

Sljedeći koraci bit će povećanje učinkovitosti, povećanje vrijednosti g_EL, kontrola stabilnosti materijala, produljenje životnog vijeka uređaja te razvoj struktura koje bi bile kompatibilne s proizvodnjom većih površina.

Najveći izazov: više polarizacije bez gubitka učinkovitosti

U budućnosti istraživači moraju riješiti kompromis između nekoliko parametara.

OLED mora biti dovoljno svijetao, učinkovit i stabilan, ali istodobno mora proizvoditi dovoljno izraženu kružnu polarizaciju.

Visok g_EL sam po sebi nije dovoljan ako je uređaj preslab ili kratkog životnog vijeka. S druge strane, vrlo učinkovit OLED koji proizvodi gotovo jednako lijevo i desno kružno polarizirano svjetlo ne bi imao veliku praktičnu vrijednost kao CP-OLED.

Zbog toga je upravo kombinacija EQE-a, svjetline, stabilnosti i g_EL faktora ono što će odlučiti hoće li CP-OLED jednog dana prijeći iz laboratorija u komercijalne proizvode.

Je li ovo budućnost OLED televizora?

Vjerojatno nije tehnologija koja će izravno promijeniti televizore u sljedećih nekoliko godina.

Ali može biti dio puno šireg razvoja OLED tehnologije. Kako se OLED sve više koristi u mikrozaslonima, AR/VR uređajima i drugim specijaliziranim optičkim sustavima, sposobnost kontrole polarizacije može postati važnija nego kod klasičnih televizijskih panela.

Najzanimljiviji potencijal stoga možda nije u tome da će budući televizor jednostavno imati „kružnu polarizaciju“, nego da će OLED postati aktivni optički element, sposoban istodobno stvarati svjetlost i kontrolirati njezina svojstva.

To bi predstavljalo korak dalje od današnjih OLED panela, kod kojih se velik dio kontrole polarizacije i optičkog upravljanja još uvijek rješava dodatnim slojevima i komponentama.

Od običnog OLED-a prema programabilnom izvoru svjetlosti

Razvoj CP-OLED-a pokazuje jedan zanimljiv trend u industriji zaslona: budućnost neće nužno biti samo u tome da ekran proizvodi više nita, ima veći kontrast ili veću rezoluciju.

Sljedeća generacija zaslona mogla bi biti puno više usmjerena na kontrolu samog svjetla njegove boje, smjera, polarizacije i interakcije s drugim optičkim komponentama.

Novi CP-OLED s vrijednošću |g_EL| od 7,2 × 10⁻³ zato nije revolucija koja će sutra promijeniti televizore u dnevnim boravcima. Ali predstavlja važan eksperimentalni korak prema OLED uređajima koji neće samo emitirati svjetlost, nego će njome moći puno preciznije upravljati.

A upravo bi ta sposobnost u budućnosti mogla biti posebno važna za AR/VR naočale, 3D prikaz i druge optičke tehnologije u kojima je kontrola polarizacije jednako važna kao i sama svjetlina ekrana.

Izvor: Nature Communications, University of Manchester / OLED-Info

Znanstveni rad: “Circularly polarized electroluminescence from topologically chiral [2]catenane-based neutral radicals with tunable deep-red emission”, Nature Communications, 30. srpnja 2026.

Autor: Marina Barić | : Sat-Multimedia & IT