وبلاگ

OLEDهای فسفری جدید تیم UM که معمولاً PHOLED نامیده می شوند، می توانند 90 درصد شدت نور آبی را برای 10 تا 14 برابر بیشتر از طرح های دیگری که رنگ های آبی تیره مشابهی را منتشر می کنند، حفظ کنند. این نوع زندگی در نهایت می‌تواند PHOLED‌های آبی را به اندازه‌ای بادوام کند که از نظر تجاری در چراغ‌هایی که هدف زندگی 50000 ساعته وزارت انرژی را برآورده می‌کنند، قابل دوام باشند. بدون PHOLED آبی پایدار، چراغ‌های OLED باید از فناوری کمتر کارآمد برای ایجاد نور سفید استفاده کنند.

طول عمر PHOLED های آبی جدید در حال حاضر به اندازه کافی طولانی است که بتوان از آنها به عنوان نور استفاده کرد، اما همان اصل طراحی را می توان با سایر مواد ساطع کننده نور ترکیب کرد تا PHOLED های آبی با دوام کافی برای تلویزیون، صفحه نمایش تلفن و مانیتور کامپیوتر ایجاد شود. نمایشگرهای PHOLED آبی به طور بالقوه می توانند عمر باتری دستگاه را تا 30 درصد افزایش دهند.

دستیابی به PHOLEDهای آبی با ماندگاری بیش از 20 سال است که مورد توجه صنایع نمایشگر و روشنایی بوده است. استفن فارست، استاد مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه میشیگان، استاد برجسته دانشگاه پیتر ای. او همچنین نویسنده مسئول مطالعه منتشر شده امروز در طبیعت.

PHOLED ها تقریباً 100٪ بازده کوانتومی داخلی دارند، به این معنی که تمام الکتریسیته وارد شده به دستگاه برای ایجاد نور استفاده می شود. در نتیجه، چراغ ها و نمایشگرهای مجهز به PHOLED می توانند رنگ های روشن تری را برای مدت زمان طولانی تری با انتشار انرژی و کربن کمتر منتشر کنند.

قبل از تحقیقات تیم UM، بهترین PHOLED های آبی به اندازه کافی دوام نداشتند که در نورپردازی یا نمایشگر استفاده شوند. فقط PHOLED های قرمز و سبز به اندازه کافی پایدار هستند تا بتوان از آنها در دستگاه های امروزی استفاده کرد، اما آبی برای تکمیل سه رنگ در نمایشگرهای OLED “RGB” و چراغ های OLED سفید مورد نیاز است. نور قرمز، سبز و آبی را می توان در روشنایی های نسبی مختلف ترکیب کرد تا هر رنگ دلخواه را در پیکسل های نمایشگر و پنل های نور ایجاد کند.

تاکنون راه‌حل در نمایشگرهای OLED استفاده از OLED‌های قدیمی‌تر و فلورسنت برای تولید رنگ‌های آبی بوده است، اما بازده کوانتومی داخلی این فناوری بسیار کمتر است. تنها یک چهارم جریان الکتریکی وارد شده به دستگاه آبی فلورسنت نور تولید می کند.

هاونان ژائو، نویسنده اول این مطالعه، دانشجوی دکترا در رشته های فیزیک، برق و مهندسی کامپیوتر، گفت: بسیاری از راه حل ها در صنعت نمایشگر ارتقاء به OLED های فلورسنت هستند که هنوز یک راه حل جایگزین است. فکر می‌کنم بسیاری از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند از PHOLED‌های آبی استفاده کنند.

برای ایجاد نور آبی، الکتریسیته مولکول های آلی فسفری حاوی فلزات سنگین را تحریک می کند. گاهی اوقات مولکول های برانگیخته قبل از انتشار نور با هم تماس پیدا می کنند و تمام انرژی ذخیره شده جفت را به یک مولکول منتقل می کنند. از آنجایی که انرژی نور آبی بسیار زیاد است، انرژی منتقل شده که دو برابر یک مولکول برانگیخته است، می تواند پیوندهای شیمیایی را بشکند و مواد آلی را تجزیه کند.

یکی از راه های حل این مشکل استفاده از موادی است که طیف وسیع تری از رنگ ها را ساطع می کنند که باعث کاهش کل انرژی در حالت های برانگیخته می شود. اما چنین موادی فیروزه ای یا حتی سبز به نظر می رسند تا آبی تیره.

تیم UM با قرار دادن یک ماده فیروزه ای بین دو آینه این مشکل را حل کرد. با تنظیم کامل فضای بین آینه ها، تنها عمیق ترین امواج نور آبی می تواند ادامه یابد و در نهایت از محفظه آینه ساطع شود.

تنظیم بیشتر ویژگی‌های نوری لایه آلی و ساطع کننده نور به یک الکترود فلزی مجاور، حالت مکانیکی کوانتومی جدیدی به نام پلاسمون-اکسیتون-پلاریتون یا PEP را معرفی کرد. این حالت جدید به مواد آلی اجازه می دهد تا نور را خیلی سریع ساطع کنند و در نتیجه احتمال برخورد حالت های برانگیخته و تخریب مواد ساطع کننده نور را کاهش می دهد.

Claire Arneson، یکی از نویسندگان این مطالعه، دانشجوی دکترای فیزیک و برق و کامپیوتر گفت: “در دستگاه ما، PEP معرفی شده است زیرا حالت های برانگیخته در مواد انتقال دهنده الکترون با امواج نور و ارتعاشات الکترونیکی در کاتد فلزی هماهنگ می شود.” مهندسی.

بودجه این تحقیق توسط وزارت انرژی ایالات متحده و شرکت نمایش جهانی، که فارست در آن دارای سهام است، تامین شد. UM همچنین یک قرارداد حق امتیاز و منافع مالی در Universal Display Corp دارد. فارست همچنین استاد مهندسی پل جی. گوبل و پروفسور فیزیک است. دجیو فن، نویسنده دیگر مقاله، فارغ التحصیل مهندسی برق و کامپیوتر است.