OLED-диоды могут стать основой для сверхбыстрой беспроводной связи

Исследователи доказали, что OLED-диоды можно сделать быстрее за счёт правильного подбора материалов и конструкции устройства. Ключевым элементом стал стабильный органический соединение динафтилперилен (DNP), известное долгим сроком службы и быстрым излучением света. На фото: (слева) схема верхнеизлучающего красного OLED, (справа) микроскопическое изображение. Автор: K. Yoshida et al., DOI: 10.1117/1.AP.7.3.036005.

В гонке за создание более быстрых и гибких технологий беспроводной связи учёные обратились к неожиданному источнику — органическим светодиодам (OLED), которые используются в экранах смартфонов и телевизоров.

Исследование, проведённое учёными из Университета Сент-Эндрюс и Кембриджского университета и опубликованное в журнале Advanced Photonics, показало, что OLED можно модифицировать для передачи данных с рекордной скоростью на удивительно большие расстояния. Это может изменить принципы подключения устройств в будущем.

Статья называется «Высокоскоростные органические светодиоды на основе динафтилперилена с передачей данных на скорости 4 Гбит/с».

Технология видимой световой связи (VLC), иногда называемая Li-Fi, использует свет вместо радиоволн для передачи данных. Она предлагает преимущества в виде высокой пропускной способности, низкого уровня помех и возможности интеграции с существующими системами освещения.

OLED особенно привлекательны для VLC, поскольку они тонкие, гибкие и просты в производстве. Однако до сих пор их считали слишком медленными для высокоскоростной передачи данных.

Новое исследование опровергает это мнение. Благодаря тщательному подбору материалов и оптимизации конструкции OLED команда достигла скорости передачи данных до 4,0 Гбит/с на расстоянии 2 метра и 2,9 Гбит/с на 10 метрах — оба показателя являются рекордными для OLED-систем. Для сравнения, предыдущие OLED-системы выдавали максимум около 2,85 Гбит/с и только на очень коротких дистанциях.

Ключом к этому прорыву стало использование стабильного органического соединения динафтилперилена (DNP), известного долгим сроком службы и быстрым излучением света.

Команда создала OLED на основе DNP, точно настроив толщину и состав каждого слоя устройства, чтобы сбалансировать яркость и скорость. Они также экспериментировали с разными размерами устройств, обнаружив, что более крупные OLED могут излучать больше света без потери скорости, что помогло поддерживать сильный сигнал на больших расстояниях.

Для тестирования производительности учёные развернули систему VLC, используя OLED в качестве передатчиков и высокоскоростные фотодиоды в качестве приёмников.

Они применили метод модуляции OFDM (ортогональное частотное разделение каналов), который используется в Wi-Fi и 5G, для максимизации пропускной способности. Система смогла поддерживать низкий уровень ошибок даже на высоких скоростях благодаря продвинутой обработке сигналов и коррекции ошибок.

Особенно впечатляющим аспектом исследования стала передача данных на 10 метров. Достижение скорости почти 3 Гбит/с на таком расстоянии с одним OLED-передатчиком — это огромный шаг вперёд, учитывая, что большинство предыдущих OLED-систем работали на дистанции менее полуметра.

Это открывает двери для практического применения OLED VLC в домах, офисах и даже носимых устройствах.

Исследователи отмечают, что улучшение стабильности OLED-материалов, увеличение светового потока и доработка архитектуры устройств могут поднять скорость передачи данных ещё выше. По мере развития OLED-технологий для дисплеев и освещения они, несомненно, внесут вклад в будущее беспроводной связи.

Больше информации: Kou Yoshida et al, High-speed organic light-emitting diodes based on dinaphthylperylene achieving 4-Gbps communication, Advanced Photonics (2025). DOI: 10.1117/1.AP.7.3.036005

Источник: SPIE