Seul Ulusal Üniversitesi ve Samsung İleri Teknoloji Enstitüsü’nden bilim insanları, organik ışık yayan diyotlardaki (OLED’ler) ışık emisyonunu azaltan olguyu analiz etmek için yeni bir yöntem geliştirdiler ve cihazın verimliliğini ve ömrünü artırmak için fikirlerini uyguladılar.
Organik ışık yayan diyotlar (OLED’ler), canlı renkleri ve esnek tasarımları nedeniyle tüketici elektroniğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, otomotiv ekranları ve büyük ölçekli aydınlatma uygulamaları için uzun vadeli performansları sorunlu olmaya devam ediyor. Bunun ana nedeni, cihazın yayıcı katmanında oluşan elektron-delik çiftlerinin veya eksitonların yarı parçacıklarının davranışında yatmaktadır.
Çoğu eksiton bozunma üzerine ışık ürettiğinde yüksek verimlilik elde edilebilir, ancak bazı eksitonlar, eksiton-polaron söndürme (EPQ) olarak bilinen bir işlem yoluyla radyasyon yaymadan kaybolabilir.
Daha önce EPQ’nun esas olarak yayıcı katmanın büyük kısmında meydana geldiği düşünülüyordu, ancak son çalışmalar cihazın bitişik katmanları ile ara yüzeyde önemli miktarda sönmenin meydana gelebileceğini göstermiştir. Bu enerji kaybı kanalını izole etmek için araştırmacılar, herhangi bir OLED cihazındaki EPQ arayüzünü kontrol eden üç fiziksel faktörü tanımlamalarına olanak tanıyan bir dizi çift katmanlı cihaz geliştirdiler.
Baskın faktörün, arayüzlerde elektronlar ve delikler tarafından karşılaşılan enerji bariyerlerinin etkisi olduğunu bulmuşlardır: yaklaşık 0,2 eV’den daha yüksek bir bariyer, daha büyük bir arayüz EPQ’suna neden olur ve bu da emisyon verimliliğinde önemli bir düşüşe neden olur.
“Arayüzlerdeki enerji bariyerlerinin, arayüz EPQ’sunda kritik bir rol oynadığını bulduk. Bu keşif, EPQ arayüzünden kaynaklanan kayıpları en aza indiren OLED cihazları geliştirmemize olanak tanıdı, bu da verimliliğin ve cihaz ömrünün artmasına neden oldu” dedi Seul Ulusal Üniversitesi’nden Jesan Lee.
Araştırmacılar OLED cihazlarını arayüz EPQ kaybını en aza indirecek şekilde tasarladılar ve bu da kırmızı, yeşil ve mavi OLED’ler için sırasıyla %70, %47 ve %66 verimlilik artışı sağladı. Kayıptaki azalma aynı zamanda mavi OLED cihazların ömrünü de %67 artırdı; bu da uzun ömürlü tam renkli ekranlar oluşturmak için önemli bir sonuç.