Nyligen, forskare vid centrum för ekologisk fotonik och elektronisk forskning vid Kyushu University i Japan visade ett nytt sätt att förbättra effektiviteten i OLED genom att dela upp energin i en exciton i två delar med singel-state fission, vilket kan begränsa den effektiv produktion av OLED exciton med mer än 100%. Exciton är energi bunten i den OLED, som bildas av en positiv laddning på molekylen och en negativt laddade anslutning. En exciton kan producera en foton genom att frigöra energi.
Det finns två former av exciton, nämligen enda stat och trippel staten. Forskare vid centrum för ekologisk fotonik och elektronik på Kyushu University, Japan, använda molekyler som kan acceptera triple Exciton, där energin i den triplett exciton är halva energin av en singel-state exciton, övervinna begränsningen att varje par av avgifter kan bara bilda en exciton. En enda exciton kan överföra hälften av sin energi till närliggande molekyler samtidigt som hälften av sin energi.
Denna singel-state fission process kan orsaka en singel-state exciton att producera två triple-statliga exciton, och sedan överföra den triplett-Exciton till den andra klassen av molekyler som kan använda energi för att avge nära infrarött (NIR) ljus. Professor Hajime Nakanotani sade: ”kort sagt, vi använder molekyler som transformation maskiner för exciton i OLED”. En konvertering maskin liknar omvandla en $10 proposition till två 5-dollarsedlar som omvandlar en dyra high-energy vibrator till två halva priset låg energi exciton.
Forskarna utvärderat effektiviteten i en singel-state fission process genom att jämföra NIR utsläpp med små synliga ljusöppningen från den resterande singel-state exciton utsätts för olika magnetiska fält. Genom experiment bekräftade forskarna att den enda-state-fissionen produceras av triple staten i den Exciton som energi från den mörka triplet staten överför efter utsläpp av Nir Electroluminescent, totala exciton produktionseffektivitet 100,8%.
Forskarna säger att deras forskning är först att använda single-state fission för att förbättra effektiviteten i OLED, även om den enda-state-fissionen användes tidigare i organiska solceller. Laget sa övergripande effektivitet använder single-state fission är fortfarande relativt låg, eftersom den organiska sändaren nära infrarött utsläpp tradition är ineffektiva. Detta nya synsätt ger ändå ett sätt att förbättra effektiviteten och styrkan i OLED utan att ändra emitter molekylen.
För att ytterligare förbättra effektiviteten, tittar forskarna på sätt att förbättra molekylär kroppen av sändaren själv. Med ytterligare förbättringar hoppas teamet att öka effektiviteten i exciton till 125 procent, vilket är nästa begränsning för forskare, eftersom elektriska verksamhet naturligt producerar 25% av singel-statliga exciton och 75% Triple-state exciton.
När laget uppnått detta mål, började laget studera hur konvertera den triplett exciton till en enda-state exciton att uppnå 200% quantum effektivitet. ”Nära infrarött ljus spelar en nyckelroll i biologi, medicinska tillämpningar och kommunikationsteknik”, sade Chihaya Adachi, direktör av operan. Nu när vi förstår att singel-state fission kan användas i OLED, det finns ett nytt sätt att övervinna utmaningarna som producerar mycket effektiv infrarött OLED och snart är det praktiskt att använda.
”Experimenten visar att de triple-state exciton producerad av singel-state fission även under elektrisk magnetisering, också kan användas som Elektroluminiscens, således förbättring av OLED quantum effektivitet. Elektroluminiscens använder single-state fission kan ge ett sätt att utveckla hög intensitet NIR ljuskällor, vilket är särskilt viktigt i avkänning, optisk kommunikation och medicinska tillämpningar.
