Наскоро изследователи в Центъра за органична фотоника и електронни изследвания в университета Кюшу в Япония показаха нов начин за подобряване на ефективността на OLEDs чрез разделяне на енергията на един exciton на две части, като се използваше едностепенно делене, което би могло да ограничи производствената ефективност на OLED exciton с повече от 100%. Екситонът е енергийният пакет в OLED, който се формира от положителен заряд на молекулата и отрицателно заредена връзка. А exciton може да произведе фотон чрез освобождаване на енергия.
Има две форми на exciton, а именно, единична държава и тройно състояние. Изследователите в Центъра за органична фотоника и електроника в университета Кюшу, Япония, използват молекули, които могат да приемат троен Exciton, където енергията на триплетния exciton е половината от енергията на единствения exciton, преодолявайки ограничението, че всяка двойка такси може да образува само един exciton. Единичен възбуда може да прехвърли половината от енергията си в съседни молекули, като същевременно запази половината от своята енергия.
Този процес на едностепенно делене може да предизвика едно-състояние exciton да произведе две тройно състояние exciton, а след това прехвърляне на triplet-Exciton във втория клас на молекулите, които могат да използват енергия за излъчване на близо инфрачервена (NIR) светлина. Професор Хажиме Наканотани каза: "Накратко, ние използваме молекули като трансформаторни машини за ексцитона в OLED". Преобразователна машина, подобна на преобразуването на 10 долара в две сметки за 5 долара, които превръщат един скъп високоенергиен вибратор в две половин цена нискоенергийни exciton.
Изследователите оценяват ефикасността на едностепенния процес на делене чрез сравняване на емисиите на NIR с малката видима светлинна емисия от останалата едноклетъчна ексцитона, изложена на различни магнитни полета. Чрез експерименти изследователите потвърдиха, че едностепенното делене, произведено от тройната държава в енергията Exciton от трансфера на тройната тройна държава след излъчването на Nir Electroluminescent, е 100% ефективност на производството на exciton.
Изследователите твърдят, че изследванията им са първите, които използват едностепенното делене за подобряване на ефективността на OLEDs, въпреки че едностепенното делене беше използвано преди това в органични слънчеви клетки. Екипът заяви, че цялостната ефективност на използването на едностепенното делене е все още относително ниска, тъй като традицията за емитиране на близките инфрачервени органични вещества е неефективна. Независимо от това, този нов подход осигурява начин за подобряване на ефективността и силата на OLED, без да се променя молекулата на емитер.
За да подобрят още повече ефективността, изследователите търсят начини за подобряване на молекулярната структура на самия емитер. С по-нататъшни подобрения екипът се надява да повиши ефективността на exciton до 125%, което е следващото ограничение за изследователите, тъй като електрическите операции естествено произвеждат 25% от едно-state exciton и 75% Triple-state exciton.
След като екипът постигна тази цел, екипът започна да проучва как да преобразува тройния exciton в едно-state exciton, за да постигне 200% квантова ефективност. "Близката инфрачервена светлина играе ключова роля в биологията, медицинските приложения и комуникационните технологии", каза Чияя Адачи, оперна директорка. Сега, когато разберем, че едностепенното делене може да бъде използвано в OLEDs, има нов начин да се преодолеят предизвикателствата на производството на високоефективна инфрачервена OLED и скоро ще бъде практично да се използва.
" Експериментите показват, че дори при електрическо възбуждане, троен щат exciton, произведен чрез едностепенно делене, може също да се използва като електролуминесценция, подобрявайки по този начин квантовата ефективност на OLED. Електролуминесценцията, използваща едностепенното делене, може да осигури начин за разработване на високоинтензивни източници на светлина NIR, което е особено важно за сенсибилизацията, оптичните комуникации и медицинските приложения.
