Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe methode om schermen helderder en efficiënter te maken

• De nieuwe techniek kan OLED-schermen helderder maken, met een beter contrast en een langere levensduur.
• Het houdt in dat de chemie van OLED-materialen zodanig wordt gewijzigd dat het uniek gepolariseerd licht produceert dat het antiverblindingsfilter van het scherm kan omzeilen.

Moderne schermen van smartphones, tablets, laptops en televisies worden verlicht door kleine apparaten die organische lichtgevende diodes (OLED's) worden genoemd. Deze diodes bestaan ​​uit een laag organische verbinding die licht uitstraalt als reactie op een elektrische stroom.

Om deze schermen goed zichtbaar te maken op een zonnige dag, zijn ze afgedekt met een anti-verblindingsfilter. Dankzij de filtermechanismen van antiverblindingsfilters blijft ongeveer 50 procent van het licht dat door elke OLED-pixel wordt geproduceerd, gevangen in het scherm, waardoor de energie-efficiëntie van de diode met de helft wordt verminderd.

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

De nieuwe methode houdt in dat de chemie van OLED-materialen zodanig wordt gewijzigd dat het uniek gepolariseerd licht genereert dat het antiverblindingsfilter kan omzeilen. Schermen die van dergelijke materialen zijn gemaakt, zijn energiezuiniger en hebben een lagere ecologische voetafdruk.

Het beheersen van de asymmetrie van circulair gepolariseerd licht kan een revolutie teweegbrengen in de displays van elektronische apparaten. Een van de opkomende technieken om circulair gepolariseerde elektroluminescentie uit de actieve laag van OLED's te induceren, omvat het mengen van achirale polymeren met chirale molecuuladditieven. In dit geval wordt het teken van het circulair gepolariseerde licht bepaald door de absolute stereochemie van het molecuul.

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

Onderzoekers hebben dergelijke systemen zorgvuldig geanalyseerd en aangetoond dat het mogelijk is om zowel helderheid als efficiënte circulair gepolariseerde lichtgevende diodes van polymeer te verkrijgen.

Microscopische afbeelding van chirale lagen van op koolstof gebaseerde polymeren voor LED's | Bron:Imperial College London

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

Ze koppelden elektronische, spectroscopische en morfologische karakterisering in dunne lagen aan theoretische studies om inzicht te krijgen in de mechanismen die leiden tot circulair gepolariseerde luminescentie en hoogwaardige OLED's.

Lezen:onderzoekers creëren kleinste pixels voor grote flexibele beeldschermen

Andere toepassingen

Hoewel het onderzoek vooral gericht was op OLED-schermen, merkten onderzoekers al snel dat hun methode ook in andere toepassingen toepasbaar was. Het gepolariseerde licht dat door het nieuwe materiaal wordt geproduceerd, kan worden gebruikt voor gegevensopslag, omgevingsmonitoring, optische kwantumberekening, versleuteling en overdracht van informatie en biosensing.