Doorbraak OLED-chemie verbetert schermhelderheid, contrast en levensduur

• De nieuwe techniek kan OLED-displays helderder maken, met beter contrast en langere levensduur.
• Het omvat het wijzigen van de chemie van OLED-materialen op een manier dat unieke gepolariseerde licht produceert die de anti-reflectiefilter van het scherm kan omzeilen.

Moderne schermen van smartphones, tablets, laptops en televisies worden verlicht door kleine apparaten genaamd organische light-emitting diodes (OLEDs). Deze diodes bestaan uit een laag organische verbinding die licht emiteert als reactie op een elektrische stroom.

Om deze schermen helder zichtbaar te maken op een heldere zonnige dag, worden ze bedekt met een anti-reflectiefilter. Vanwege de filtermechanica van anti-reflectiefilters blijft ongeveer 50 procent van het door elke OLED-pixel geproduceerde licht binnenin het scherm vastzitten, wat de energie-efficiëntie van de diode met de helft reduceert.

Om de bruikbaarheid te vergroten — digitale displays zouden niet populair zijn als ze niet buiten gebruikt konden worden — maken OLED-fabrikanten kompromissen met de energie-efficiëntie van het apparaat. Nu hebben onderzoekers van Imperial College London een nieuwe methode ontwikkeld die OLED-displays helderder kan maken, met beter contrast en langere levensduur.

De nieuwe methode omvat het wijzigen van de chemie van OLED-materialen op een manier dat het unieke gepolariseerde licht genereert dat de anti-reflectiefilter kan omzeilen. Schermen gemaakt van dergelijke materialen zouden energie-efficiënter zijn en een lagere koolstofvoetafdruk hebben.

Het controleren van dissymmetrie van circulair gepolariseerd licht kan elektronische apparaatdisplays revolutioneren. Een van de opkomende technieken om circulair gepolariseerde electroluminescentie van de actieve laag van OLEDs te induceren, omvat het mengen van achirale polymeren met chirale molecuuladditieven. In dit geval wordt het teken van het circulair gepolariseerde licht gecontroleerd door de absolute stereochemie van het molecuul.

Referentie: ACS Nano | DOI:10.1021/acsnano.9b02940 | Imperial College London

Onderzoekers analyseerden dergelijke systemen zorgvuldig en demonstreerden dat het mogelijk is om zowel helderheid als efficiënte circulair gepolariseerde polymer light-emitting diodes te verkrijgen.

Microscopische afbeelding van chirale lagen van koolstof-gebaseerde polymeren voor LEDs | Bron: Imperial College London

De helderheid en efficiëntie worden bereikt door een wisselwerking tussen circulair gepolariseerde lichtversterking of -inversie door een chirale medium en gelokaliseerde circulair gepolariseerde emissie afkomstig van moleculaire chiraliteit.

Ze koppelden elektronische, spectroscopische en morfologische karakterisering in dunne lagen met theoretische studies om inzicht te geven in de mechanismen die leiden tot circulair gepolariseerde luminescentie en high-performance OLEDs.

Lees: Onderzoekers Creëren Kleinste Pixels Voor Grote Flexibele Display Schermen

Andere toepassingen

Hoewel de studie primair gericht was op OLED-displays, merkten onderzoekers snel op dat hun methode ook in andere toepassingen gebruikt kan worden. Het gepolariseerde licht geproduceerd door het nieuwe materiaal kan gebruikt worden in dataopslag, milieu-monitoring, optische kwantumberekening, versleuteling en transmissie van informatie, en biosensing.