Linsefri OLED'er med effektivitet sammenlignelig med uorganiske LED'er

Brugen af ​​organiske lysemitterende dioder (OLED'er) har udvidet sig til forskellige applikationer, men deres effektivitet halter stadig efter uorganiske lysemitterende dioder. I denne forskning, et KAIST-team leverede en systematisk måde at give OLED'er med en ekstern kvanteeffektivitet (EQE) større end 50 procent med et eksternt spredningsmedium.

Har egenskaber egnet til tynde og fleksible enheder, OLED'er er populære lyskilder til skærme, såsom mobile enheder og højkvalitets-tv. I de seneste år, der er gjort talrige bestræbelser på at anvende OLED'er i belysning såvel som lyskilder til køretøjer.

For sådanne applikationer, høj effektivitet er af største betydning for en vellykket implementering af lyskilder. Takket være kontinuerlig forskning og udvikling af OLED'er, deres effektivitet er støt stigende, og et niveau svarende til uorganiske lysdioder er blevet påvist i nogle rapporter.

Imidlertid, disse højeffektive OLED'er blev ofte opnået med en makroskopisk linse eller komplekse interne nanostrukturer, som underminerer de vigtigste fordele ved OLED'er som en overkommelig plan lyskilde og har en tendens til at hindre deres stabile drift, dermed sætter en begrænsning for deres kommercialisering.

Blandt forskellige metoder, der er bevist effektive til OLED-lysudvinding, et team ledet af professor Seunghyup Yoo ved School of Electrical Engineering fokuseret på den eksterne spredningsbaserede tilgang, da det kan opretholde plan geometri og kompatibilitet med fleksibilitet. Det er også i stand til at fremstilles i stor skala til en lav pris og forårsager ingen interferens med elektriske egenskaber af OLED'er.

Konventionelt, forskning i forbedring af OLED-lysudvinding ved hjælp af lysspredning er blevet udført empirisk i mange tilfælde. Denne gang, holdet udviklede omfattende og analytisk metodologi til teoretisk at forudsige strukturer, der maksimerer effektiviteten.

I betragtning af OLED'er med de eksterne spredningslag som helhed i stedet for to separate enheder, forskerne kombinerede den matematiske beskrivelse af spredningsfænomenerne med den optiske model for lysemission i en OLED for hurtigt at forudsige egenskaberne af mange enheder med forskellige strukturer. Baseret på denne tilgang, holdet forudsagde teoretisk den optimale kombination af spredningslag og OLED-arkitekturer, der kan føre til den maksimale effektivitet.

Efter denne teoretiske forudsigelse, holdet producerede eksperimentelt den optimale lysspredningsfilm og inkorporerede den i OLED'er med orange emittere med en høj grad af horisontal dipolorientering. Som resultat, teamet realiserede med succes OLED'er, der udviser EQE på 56 procent og en effekteffektivitet på 221 lm/W. Dette er en af ​​de højeste effektiviteter, der nogensinde er opnået for en OLED-enhed uden hjælp fra en makroskopisk linse eller interne lysudvindingsstrukturer.

Professor Yoo sagde, "Der er forskellige teknologier udviklet til at forbedre OLED-lysudsugningseffektiviteten; ikke desto mindre, de fleste af dem har ikke nået et praktisk anvendelsesniveau. Denne forskning giver hovedsageligt en systematisk måde at opnå en EQE på 50 procent eller højere i OLED'er, mens man husker på begrænsningerne for kommercialisering. Den fremgangsmåde, der er vist her, kan let anvendes på belysningsenheder eller sensorer til bærbare enheder."