Нещодавно дослідники Центру органічної фотоніка та електронних досліджень в Університеті Кюсю в Японії показали новий спосіб підвищення ефективності OLED шляхом розщеплення енергії одного екситону на дві частини з використанням одночастинкового поділу, що може обмежити ефективність виробництва OLED екситон більш ніж на 100%. Екситон являє собою енергетичне розшарування в OLED, яке утворюється позитивним зарядом на молекулі та негативно зарядженим з'єднанням. Ексітон може виробляти фотон, виділяючи енергію.
Існує дві форми екситону, а саме: єдине державне і потрійне держава. Дослідники Центру органічної фотоніки та електроніки в Університеті Кюсю, Японія, використовують молекули, здатні приймати потрійний екситон, де енергія триплетного екситону становить половину енергії односигнального екситона, подолавши обмеження, що кожна пара зарядів може утворювати лише один екситон. Єдиний екситон може переносити половину своєї енергії на сусідні молекули, зберігаючи при цьому половину її енергії.
Цей процес однорідного поділу може спричинити односильний екситон для отримання двох екситонів з потрійним станом, а потім передавати триплет-ексітон до другого класу молекул, які можуть використовувати енергію для випромінювання ближнього інфрачервоного (NIR) світла. Професор Хаджіме Наканотані сказав: "Коротше кажучи, ми використовуємо молекули як перетворювальні машини для екситону в OLED". Машина перетворення аналогічна перетворенню 10 доларів США на два 5-доларові рахунки, що перетворює дорогий високоенергетичний вібратор на дві низькоенергетичні екситони на півціни.
Дослідники оцінювали ефективність однорідного процесу поділу, порівнюючи випромінювання НІР з крихітним виділенням видимого світла з залишкового однотипного екситона, що піддається впливу різних магнітних полів. Завдяки експериментам дослідники підтвердили, що поділ одного стану, вироблений потрійною державою в енергії Ексітона від темного триплетного перенесення стану після викидів Нір Електролюмінесцентний, загальна ефективність виробництва екситонів на 100,8%.
Дослідники кажуть, що їх дослідження є першим, хто використовує поділ однорідного стану для підвищення ефективності OLED, хоча поділ однорідного стану раніше використовувався в органічних сонячних батареях. Команда зазначила, що загальна ефективність використання поділу однорідного стану все ще залишається відносно низькою, оскільки традиційна технологія ближнього інфрачервоного випромінювання органічного випромінювача є неефективною. Незважаючи на це, цей новий підхід забезпечує спосіб підвищення ефективності та міцності OLED без зміни молекули випромінювача.
Для подальшого підвищення ефективності дослідники шукають шляхи поліпшення молекулярного тіла самого випромінювача. З подальшими покращеннями команда сподівається підвищити ефективність екситону до 125%, що є наступним обмеженням для дослідників, оскільки електричні операції, природно, виробляють 25% екситонів з одностаціонарним та 75% екситоном тривимірного стану.
Як тільки команда досягла цієї мети, команда почала вивчати, як перетворити триплетний екситон на єдиний державний екситон, щоб досягти 200% квантової ефективності. "Близько-інфрачервоне світло відіграє ключову роль у біології, медичних програмах та комунікаційних технологіях", - заявила режисер опери Тія Адачі. Тепер, коли ми розуміємо, що поділ однорідного стану може бути використаний у OLED, існує новий спосіб подолати виклики з виробництва високоефективного ближнього інфрачервоного OLED, і незабаром він буде практичним у використанні.
" Експерименти показують, що навіть при електричному збудженні трипільний стан екситонів, що виробляється поділом одностанкового стану, також може бути використаний як електролюмінесценція, що, таким чином, покращує квантову ефективність ОЛД. Електролюмінесценція з використанням поділу однорідного стану може забезпечити спосіб розробки високоінтенсивних джерел світлодіодів, що особливо важливо для зондування, оптичного зв'язку та медичних застосувань.
