| www.ixbt.com

Японські вчені створили матеріал для OLED з внутрішньою квантовою ефективністю, близькою до 100%

Співробітники дослідницького центру OPERA (Organic Photonics and Electronics Research) університету Кюсю в Японії створили новий світловипромінюючий матеріал для органічних світлодіодів. Матеріал, що відноситься до категорії флуоресцентних, характеризується внутрішньою квантовою ефективністю, близькою до 100%. При цьому в ньому відсутні рідкоземельні елементи. Повідомлення про досягнення японських вчених у цьому місяці опублікував журнал Nature.

У OLED можна використовувати фосфоресцентні та флуоресцентні матеріали, що різняться принципом світловипромінювання. У разі флуоресцентних матеріалів рекомбінація, яка супроводжується випромінюванням світла, відбувається тільки при переході синглетного екситона в основний стан. Нагадаємо, екситоном називають квазічастинку, як збудження, у вигляді зв’язаного стану електрона і дірки. У фосфоресцентних матеріалах у випромінюванні світла беруть участь і триплетні екситони, енергія яких у флуоресцентних матеріалах розсіюється у вигляді тепла.

Враховуючи, що співвідношення синглетних і триплетних екситонів 1:3, прийнято вважати, що максимальна квантова ефективність флуоресцентних матеріалів дорівнює 25%, а фосфоресцентних - 100%.

З цієї причини в OLED частіше використовуються саме фосфоресцентні матеріали, враховуючи матеріали з синім кольором світіння. Однак у них є недоліки. Перший - висока вартість, обумовлена ​​наявністю в складі матеріалів рідкоземельних елементів. Другий - всі основні патенти в цій області належать компанії Universal Display Corp (UDC), що обмежує можливість використання таких матеріалів. Третій - короткий термін служби матеріалів з синім кольором світіння, недостатній для практичного використання.

Співробітники OPERA вирішили проблему, за принципом, що отримав назву «відкладена флуоресценція під дією температури» (TADF). У новому матеріалі світло випромінюють лише синглетні екситони, що дозволяє віднести його до категорії флуоресцентних, але триплетні екситони теж задіені - шляхом нагрівання їх вдається перевести в синглетний стан. Іншими словами, практично всі екситони вдається задіяти для випромінювання світла. Вченим вже вдалося отримати показник внутрішньої квантової ефективності більш 90%.

Можливість практичного застосування розробки підтверджена демонстрацією прототипів дисплеїв OLED на новому матеріалі. Зовнішня квантова ефективність дисплея - 19% і більше, що еквівалентно зовнішньої квантової ефективності дисплея на фосфоресцентном матеріалі. Як відомо, внутрішня квантова ефективність характеризує сам процес випромінювання за рахунок рекомбінації, а у зовнішній враховані втрати, пов’язані з виведенням випромінювання з світлодіода.

За словами учасників проекту, вдалося отримати «більшість кольорів, включаючи синій». Матеріал з зеленим кольором світіння характеризується максимальною ефективністю.

 Tech-On!OPERANature

 

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль