Чрез намаляване на загубите на екситони, изследователите на Samsung подобряват ефективността и продължителността на живота на OLED (снимка: Samsung Display)
Учени от Националния университет в Сеул и Института за напреднали технологии на Samsung разработиха нов метод за подобряване на ефективността и продължителността на живота на дисплеите с органични светодиоди (OLED), анализирайки феномена на влошаване на светлинните емисии, характерен за този тип екрани.
Органичните светодиоди (OLED) се използват широко в потребителската електроника, благодарение на своите живи цветове и гъвкав дизайн. Въпреки това тяхната дългосрочна работа остава проблематична за приложения като автомобилни дисплеи и широкомащабно осветление. Основната причина за това се крие в поведението на двойките електрон-дупка, или квазичастици от екситони, които се образуват в излъчващия слой на устройството.
Висока ефективност може да се постигне, когато повечето екситони произвеждат светлина при разпадане. Но някои екситони могат да бъдат загубени, без да излъчват, в резултат на процес, известен като EPQ (exciton–polaron quenching, “гаснене” на екситон-полярон), отбелязва Physics.app.org.
По-рано се смяташе, че EPQ се появява предимно в по-голямата част от емисионния слой, но скорошни проучвания показват, че значително “гаснене” може да настъпи на границата със съседните слоеве на устройството. За да изолират този канал за загуба на енергия, изследователите разработиха серия от двуслойни устройства – те им позволяват да идентифицират три физически фактора, които контролират интерфейсните EPQ във всяко OLED устройство.
Учените откриха, че доминиращият фактор е влиянието на енергийните бариери, изпитвани от електроните и дупките в интерфейсите: бариера, по-висока от 0,2 eV, води до по-голям интерфейсен EPQ, което причинява значителен спад в ефективността на емисиите.
„Открихме, че енергийните бариери играят критична роля в интерфейсния EPQ. Това откритие ни позволи да разработим OLED устройства, които минимизират загубите от интерфейсен EPQ – това води до подобрени ефективност и продължителност на живота на устройството”, казва Джесан Лий от Националния университет в Сеул.
Изследователите са проектирали OLED устройства с минимална загуба от интерфейсен EPQ, което води до повишаване на ефективността на червените, зелените и сините OLED съответно със 70%, 47% и 66%. Намаляването на загубите също увеличава живота на сините OLED устройства с 67%, което предполага създаване на дълготрайни пълноцветни дисплеи.