Estados híbridos de luz e matéria podem aumentar significativamente o brilho OLED

Os pesquisadores desenvolveram um modelo teórico que prevê um aumento substancial no brilho de diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs), alavancando novos estados quânticos chamados polaritons. A integração de polaritons nos OLEDs requer efetivamente a descoberta de novos materiais, tornando a implementação prática um desafio emocionante.

A tecnologia OLED tornou-se uma fonte de luz comum em uma variedade de dispositivos de exibição sofisticados, como smartphones, laptops, TVs ou relógios inteligentes.

Enquanto os OLEDs estão reformulando rapidamente as aplicações de iluminação com sua flexibilidade e ecologicamente fichas, eles podem ser bastante lentos na conversão de corrente elétrica em luz, com apenas uma probabilidade de 25% em emitir fótons de maneira eficiente e rápida. Este último é uma condição importante para aumentar o brilho dos OLEDs, que tendem a ser mais dimensionais do que outras tecnologias de luz.

Pesquisadores da Universidade da Turku, Finlândia e Cornell College, EUA, agora propuseram um modelo preditivo para superar esse problema. Sua pesquisa é publicado em Materiais ópticos avançados.

Os OLEDs são componentes eletrônicos feitos de compostos orgânicos à base de carbono que produzem luz quando uma corrente elétrica é aplicada a eles. Em exibições OLED, os próprios pixels emitem luz, diferentemente Exibições de cristal líquidoque usam a luz de fundo LED.

Quando imprensado entre dois espelhos semi-transparentes, os emissores orgânicos podem se acoplar com a luz confinada, criando novos estados híbridos de luz e matéria chamados polaritons.

Ao ajustar esses estados, é possível encontrar um ponto excellent, onde os 75% dos estados escuros restantes começam a se tornar polaritons brilhantes.

“Embora a idéia geral de usar polaritons na tecnologia OLED não seja totalmente unique, uma teoria que examina os limites dos ganhos de desempenho está faltando. Neste trabalho, examinamos cuidadosamente onde o Polariton O ponto excellent está em diferentes cenários.

“Descobrimos que a força do efeito polaritônico no desempenho dos OLEDs depende do número de acoplados moléculas. Quanto menor, melhor “, diz o professor associado Konstantinos Daskalakis, da Universidade de Turku.

“Com as moléculas que estudamos e uma única molécula acoplada, a eficiência melhorou significativamente. A taxa de conversão escura para brilhante aumentou por um fator enorme de 10 milhões na melhor das hipóteses”, diz o pesquisador de pós-doutorado Olli Siltanen.

Com um grande número de moléculas, o efeito polaritônico period insignificante. Portanto, a taxa de conversão escura para brilhante dos OLEDs atuais não pode ser aprimorada simplesmente equipando-os com espelhos.

“O próximo desafio é desenvolver arquiteturas viáveis ​​que facilitem o forte acoplamento de moléculas únicas ou invente novas moléculas adaptadas aos OLEDs de polariton. Ambas as abordagens são desafiadoras, mas, como resultado, a eficiência e o brilho das exibições de OLED podem ser significativamente melhoradas”, explica Daskalakis.

A adoção generalizada de OLEDs foi prejudicada pela eficiência, mas mais importante pelas limitações de brilho, principalmente quando comparado aos LEDs inorgânicos tradicionais. Os resultados deste estudo fornecem um caminho a seguir, estabelecendo as bases para OLEDs que não são apenas mais eficientes, mas também capazes de alcançar os níveis de desempenho anteriormente considerados impossíveis.