Mabuhay ang mabisa, puro asul na OLED

Ang mahusay na pagganap na purong asul na mga organikong LED (OLED), na binuo ng mga mananaliksik sa Kyushu University sa Japan, ay sinusubukan upang masukat ang habang-buhay. Batay sa hyperfluorescence, na gumagamit ng isang dalawang-molekular na proseso ng light emission, ang mga OLED ay naglalabas ng isang purong asul na pagpapalabas at nagpapakita ng makabuluhang pagbuti ng buhay sa serbisyo kumpara sa iba pang mga aparato na may mahusay na pagganap, nang walang paggamit ng mamahaling mga atomo ng metal. May-akda: Masaki Tanaka, Kyushu University

Ang bagong diskarte ay tumuturo sa pag-asang maaabutan ang mga bottleneck ng asul na radiation sa mga pagpapakita gamit ang mga organikong LED.

Gamit ang isang bagong kumbinasyon ng mga emitter Molekyul, ipinakita ng mga mananaliksik sa Japan ang pangako ng isang bagong diskarte upang tuluyang mapagtagumpayan ang malaking hamon na kinakaharap sa mga display gamit ang mga organikong LED: isang asul na mapagkukunan ng ilaw na tumutugma sa mahusay na mga katangian ng pula at berde.

Sa pamamagitan ng paghahati ng mga proseso ng pag-convert ng enerhiya at pagpapalabas sa pagitan ng dalawang mga molekula, nakamit ng mga mananaliksik ang mga aparato na gumagawa ng dalisay na asul na radiation na may mataas na kahusayan, mapanatili ang ningning para sa isang medyo mahabang panahon at walang mga mamahaling mga atomo ng metal – isang hanay ng mga pag-aari na mahirap pa ring makuha nang sabay-sabay.

Kilala sa mga maliliwanag na kulay at kakayahang bumuo ng manipis at kahit na kakayahang umangkop na mga aparato, mga organikong LED o, sa kabaligtaran, mga OLED, ay gumagamit ng mga molekulang naglalaman ng carbon upang gawing ilaw ang elektrisidad.

Hindi tulad ng mga teknolohiyang LCD, na gumagamit ng mga likidong kristal upang piliing harangan ang radiation ng sinala na backlight, na sumasakop sa maraming mga pixel, ang indibidwal na pula, berde at asul na naglalabas na mga pixel ng display na OLED ay maaaring ganap na buksan at i-off nang magkahiwalay, na gumagawa ng isang mas malalim at mas madidilim .

Gayunpaman, ang mga asul na OLED na partikular ay naging isang bottleneck sa mga tuntunin ng kahusayan at katatagan.

“Mayroong isang lumalagong bilang ng pula at berde na mga variant ng OLED na may mahusay na pagganap, ngunit ang mga aparato na naglalabas ng asul na ilaw na may mataas na enerhiya ay mas mahirap, at ang mga trade-off ay palaging nangyayari sa kahusayan, kadalisayan ng kulay, gastos at habang-buhay,” sabi niya. Chin Yu Chan, isang mananaliksik sa Center for Organic Photonics and Electronics Research sa Kyushu University (OPERA) at ang may-akda ng pag-aaral, na nag-uulat ng mga resulta sa Ang likas na katangian ng photonics.

Kahit na ang matatag na mga asul na emitter batay sa isang proseso na kilala bilang fluorescence ay madalas na ginagamit sa mga komersyal na pagpapakita, ngunit nagdurusa sila mula sa mababang maximum na kahusayan. Ang mga tinaguriang phosphorescent emitters ay maaaring makamit ang perpektong effumencies ng kabuuan na 100%, ngunit kadalasan sila ay may isang mas maikling buhay sa serbisyo at nangangailangan ng isang mamahaling metal tulad ng iridium o platinum.

Bilang kahalili, ang mga mananaliksik ng OPERA ay nagkakaroon ng mga molekulang nagpapalabas ng ilaw batay sa isang thermally activated naantala na proseso ng fluorescence, na karaniwang dinaglat bilang TADF, na nakakamit ng mahusay na kahusayan na walang metal. atomo ngunit madalas na nagpapakita ng radiation na naglalaman ng isang mas malawak na hanay ng mga kulay.

“Ang saklaw ng mga kulay na maaaring magawa ng isang display ay direktang nakasalalay sa kadalisayan ng pula, berde at asul na mga pixel,” paliwanag ni Chihaya Adachi, Direktor ng OPERA. “Kung ang asul na kulay ay hindi dalisay na may isang makitid na spectrum, ang mga filter ay kinakailangan upang madagdagan ang kadalisayan ng kulay, ngunit ang enerhiya na inilalabas ay nasayang.”

Ang pangkat ni Takuji Hatakeyama sa Kwangsei Gakuin University ay nag-ulat kamakailan ng isang promising paraan upang mapagtagumpayan ang problema sa kadalisayan batay sa natatanging disenyo ng molekula ng lubos na mahusay na purong asul na TADF emitter, ngunit ang molekula, na tinaguriang ν-DABNA, ay mabilis na bumabagsak.

Nakikipagtulungan sa Hatakeyama, natuklasan ngayon ng mga mananaliksik ng OPERA na ang buhay ng serbisyo ay maaaring mapabuti nang mahusay habang nakakakuha ng isang makitid na paglabas sa pamamagitan ng pagsasama ng ν-DABNA na may isang karagdagang TADF Molekyul na binuo sa OPERA bilang isang intermediate na bilis ng enerhiya converter.

“Ang tatlong-kapat ng singil sa kuryente ay pinagsama sa mga estado ng enerhiya na tinatawag na triplets sa OLED, at ang mga TADF na molekula ay maaaring i-convert ang mga hindi naglalabas na triplet na ito sa mga light-emitting single,” paliwanag ni Masaki Tanaka, isang mananaliksik na OPERA na nagtatrabaho malapit kay Chan sa pag-aaral.

“Gayunpaman, ang ν-DABNA ay unti-unting nagko-convert ng mga triplet na may mataas na enerhiya, na madalas na may papel sa pagkasira. Upang matanggal nang mas mabilis ang mga mapanganib na triplet, nagsama kami ng isang namamagitan na molekulang TADF, na maaaring mas mabilis na mai-convert ang mga triplet sa mga synet.

Bagaman mabilis na binago ng namamagitan na molekula ang mga triplet sa singlet, mayroon itong malawak na hanay ng radiation, na gumagawa ng sky-blue radiation. Gayunpaman, maaaring ilipat ng tagapamagitan ang marami sa kanilang singletas sa isang estado na may mataas na enerhiya sa ν-DABNA para sa isang mabilis at malinis na asul na pagbuga.

“Kung ikukumpara sa karamihan ng mga emitter, ang mga haba ng daluyong na maaaring makuha ng ν-DABNA ay malapit sa kulay na inilalabas nito. Pinapayagan ka ng natatanging pag-aari na ito na makuha ang karamihan ng iyong lakas mula sa isang tagapamagitan na mataas ang emisyon, habang naglalabas ng purong asul, “sabi ni Chan.

Gamit ang two-molekular na diskarte na ito, na tinatawag na hyperfluorescence, nakamit ng mga mananaliksik ang mas matagal na buhay sa mataas na ningning kaysa sa dating naiulat para sa mga OLED na may mahusay na pagganap na may katulad na kadalisayan sa kulay.

“Ang katotohanan na ang gayong diskarte ay maaaring pahabain ang buhay ng isang purong asul na paglabas mula sa isang Molekyul na nabuo namin kanina ay talagang nakakaakit,” sabi ni Hatakeyama.

Sa pamamagitan ng pag-aampon ng isang istraktura ng tandem na karaniwang pinipigilan ang dalawang aparato sa tuktok ng bawat isa upang mabisang doble ang radiation ng parehong kasalukuyang kuryente, ang habang-buhay ay halos dinoble sa mataas na ningning, at tinantya ng mga mananaliksik na ang mga aparato ay maaaring mapanatili ang 50% ng kanilang ningning para sa 10 000 na oras sa isang mas katamtamang intensidad.

“Habang ito ay masyadong maikli para sa praktikal na aplikasyon, ang mas mahigpit na kontrol sa mga kundisyon ng katha ay madalas na nagreresulta sa mas mahabang buhay, kaya ang mga paunang resulta na ito ay tumuturo sa isang napaka-maaasahang hinaharap para sa pamamaraang ito upang sa wakas ay makakuha ng mahusay at matatag na purong asul na OLED,” sabi ni Adachi.

“Sa malapit na hinaharap, inaasahan kong ang asul na OLF hyperfluorescence ay maaaring mapalitan ang kasalukuyang asul na OLED na ipinapakita para sa mga ultra-high na pagpapakita ng kahulugan,” dagdag ni Chan.

Sanggunian: “Matatag na purong asul na hyperfluorescent na mga organikong LED na may mataas na kahusayan at makitid na radiation” Chin-Yiu Chan, Masaki Tanaka, Yi-Ting Li, Yiwu-Wong Wong, Hadime Nakanotani, Takuji Hatakeyama at Chihzen Adachi, 4 Ang likas na katangian ng photonics.
DOI: 10.1038 / s41566-020-00745-z

Pagpopondo: Programa para sa pagbuo ng mga panrehiyong ecosystem ng pagbabago ng Ministri ng Edukasyon, Kultura, Palakasan, Agham at Teknolohiya

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.