Представлены органические светодиоды со стопроцентной квантовой эффективностью
Светильники вскоре смогут использовать полный набор эффективных органических светодиодов, или OLED, которые служат десятки тысяч часов, благодаря инновациям физиков и инженеров из Мичиганского университета, сообщает TechXplore.
Новые фосфоресцирующие органические светодиоды (PHOLED) поддерживают 90% интенсивности синего света в 10–14 раз дольше, чем другие приборы, которые излучают аналогичные темно-синие цвета. Такой срок службы может, наконец, сделать синие PHOLED достаточно выносливыми, чтобы быть коммерчески жизнеспособными в лампах со сроком службы 50 000 часов. Без стабильного синего PHOLED OLED-лампы должны использовать менее эффективную технологию для создания белого света.
Срок службы новых синих PHOLED пока пригоден только для использования в качестве освещения. Однако принцип конструкции таких светодиодов может применяться совместно с другими светоизлучающими материалами для телевизоров, экранов телефонов и компьютерных мониторов. Экраны дисплеев с синими светодиодами PHOLED потециально увеличат время автономной работы устройства на 30%.
«Получение долговечных синих светодиодов PHOLED находится в центре внимания индустрии дисплеев и освещения уже более 20 лет. Это, вероятно, самая важная и неотложная задача, стоящая перед областью органической электроники», — сказал Стивен Форрест, заслуженный профессор электротехники и вычислительной техники в Мичиганском университете.
PHOLED имеют почти 100% внутреннюю квантовую эффективность. Это означает, что все электричество, поступающее в устройство, используется для создания света. В результате светильники и дисплеи, оснащенные PHOLED, воспроизводят более яркие цвета дольше с меньшим энергопотреблением и выбросами углекислого газа.
Предыдущие синие PHOLED не были достаточно прочными, чтобы их можно было использовать в освещении и в дисплеях. Только красный и зеленый PHOLED достаточно стабильны для применения в современных устройствах, но синий необходим, чтобы завершить трио цветов в OLED-дисплеях RGB и белых OLED-лампах. Красный, зеленый и синий свет можно комбинировать при разной относительной яркости для получения любого желаемого цвета в пикселях дисплея и световых панелях.
До сих пор обходной путь в OLED-дисплеях заключался в использовании старых флуоресцентных OLED-дисплеев для получения синих цветов, но внутренняя квантовая эффективность этой технологии намного ниже. Только четверть электрического тока, поступающего в флуоресцентное синее устройство, производит свет.
Для получения синего света используются фосфоресцирующие органические молекулы, содержащие тяжелые металлы. Иногда возбужденные молекулы вступают в контакт до того, как излучают свет, передавая всю накопленную энергию пары в одну молекулу. Из-за высокой энергии синего света, передаваемая энергия может быть в два раза больше, чем у одиночной возбужденной молекулы, что может вызвать разрыв химических связей и разрушение органического материала.
Ученые обошли эту проблему, поместив голубой материал между двумя зеркалами. Благодаря идеальной настройке пространства между зеркалами только самые глубокие синие световые волны могут сохраняться и в конечном итоге излучаться из зеркальной камеры.
Дальнейшая настройка оптических свойств органического светоизлучающего слоя на соседний металлический электрод привела к новому квантово-механическому состоянию, называемому плазмон-экситон-поляритон. В этом состоянии органический материал способен быстро излучать свет, дополнительно снижая вероятность возникновения конфликтов и разрушения светоизлучающего материала.
Между тем, корейские и американские ученые изобрели «человеческие» лампочки, которые не вызывают перевозбуждения ночью. Они подстраивают свет в комнате под естественный цикл день-ночь.
