På vej til udskrivbare organiske lysemitterende dioder

Organiske lysemitterende dioder er komponenter, der ikke længere består af forbindelser, der indeholder det halvledende materiale gallium, men af ​​såkaldte organiske forbindelser, hvor kulstof er en hovedkomponent. Sammenlignet med konventionelle lysdioder, imidlertid, lysstyrken og levetiden for OLED'er er i øjeblikket lavere, derfor repræsenterer de et aktuelt forskningsfelt.

Forskere ved MPI-P ledet af gruppeleder Dr. Gert-Jan Wetzelaer (Institut for Prof. Paul Blom) har nu udviklet et nyt OLED-koncept. I dag, OLED'er består af forskellige skive-tynde lag. Nogle lag bruges til at transportere afgifter, mens andre bruges til effektivt at indføre elektroner i det aktive lag, hvor lys genereres. Dermed, nuværende OLED'er kan let bestå af fem til syv lag. Forskerne har nu udviklet en OLED, der kun består af et enkelt lag, der forsynes med elektricitet via to elektroder. Dette forenkler produktionen af ​​sådanne OLED'er og baner vejen for udskrivbare skærme.

Med deres første prototype, Mainz -forskerne var i stand til at vise, at de kan generere en lysstyrke af udsendt lys på 10, 000 candela/kvadratmeter med en spænding på kun 2,9 volt - det svarer til cirka 100 gange lysstyrken på moderne skærme. Opnåelse af så høj lysstyrke ved denne lave spænding er rekord for nuværende OLED'er. Forskerne var også i stand til at måle en ekstern effektivitet på 19%, hvilket betyder, at 19% af den tilførte elektriske energi omdannes til lys, der kommer ud i betragterens retning. Også med denne værdi, OLED -prototypen kan konkurrere med nuværende OLED'er, der består af fem eller endnu flere lag.

Ved kontinuerlig drift, forskerne var i stand til at måle en såkaldt LT50 levetid på næsten 2000 timer ved en lysstyrke, der svarer til ti gange så lang tid som moderne skærme. Inden for denne tid, den indledende lysstyrke er faldet til 50% af dens værdi.

"For fremtiden, vi håber at kunne forbedre konceptet endnu mere og dermed opnå endnu længere levetid. Det betyder, at konceptet kan bruges til industrielle formål, "siger Wetzelaer. Forskerne håber, at deres nyudviklede enkeltlagskoncept-det vil sige den reducerede kompleksitet af OLED'er-vil bidrage til identifikation og forbedring af de processer, der er ansvarlige for reduktionen i levetiden.

Forskerne bruger et lysemitterende lag baseret på såkaldt "termisk aktiveret forsinket fluorescens" (TADF). Dette fysiske princip har været kendt i flere årtier, men blev fokus for OLED -forskning for omkring 10 år siden, da en effektiv omdannelse af elektrisk energi til lys blev demonstreret i Japan. Siden da, forskere har arbejdet på at producere TADF-baserede OLED'er, da disse ikke kræver dyre molekylære komplekser, der indeholder sjældne jordartsmetaller, der bruges i nuværende OLED'er.

Forskerne har nu offentliggjort deres resultater i det anerkendte tidsskrift Natur fotonik .