Användningen av organiska ljusemitterande dioder (OLED) har utvidgats till olika tillämpningar, men deras effektivitet ligger fortfarande efter oorganiska ljusemitterande dioder. I denna forskning, ett KAIST -team gav ett systematiskt sätt att ge OLED:er med en extern kvanteffektivitet (EQE) större än 50 procent med ett externt spridningsmedium.

Med egenskaper som är lämpliga för tunna och flexibla enheter, OLED är populära ljuskällor för skärmar, till exempel mobila enheter och högkvalitativa TV -apparater. Under de senaste åren har många ansträngningar har gjorts för att tillämpa OLED i belysning såväl som ljuskällor för fordon.

För sådana applikationer, hög effektivitet är av yttersta vikt för en framgångsrik distribution av ljuskällor. Tack vare kontinuerlig forskning och utvecklingen av OLED, deras effektivitet ökar stadigt, och en nivå som motsvarar oorganiska lysdioder har visats i vissa rapporter.

Dock, dessa mycket effektiva OLED uppnåddes ofta med en makroskopisk lins eller komplexa interna nanostrukturer, som undergräver de viktigaste fördelarna med OLED som en överkomlig plan ljuskälla och tenderar att hindra deras stabila drift, på så sätt sätta en begränsning för deras kommersialisering.

Bland olika metoder som visat sig vara effektiva för OLED -ljusutvinning, ett team som leds av professor Seunghyup Yoo vid högskolan för elektroteknik med fokus på det externa spridningsbaserade tillvägagångssättet, eftersom den kan bibehålla plan geometri och kompatibilitet med flexibilitet. Det kan också tillverkas i stor skala till en låg kostnad och orsakar inga störningar för OLED:s elektriska egenskaper.

Konventionellt, forskning om förbättrad OLED -ljusutvinning med hjälp av ljusspridning har utförts empiriskt i många fall. Den här gången, laget utvecklade omfattande och analytisk metod för att teoretiskt förutsäga strukturer som maximerar effektiviteten.

Med tanke på OLED med de externa spridningsskikten som helhet snarare än två separata enheter, forskarna kombinerade den matematiska beskrivningen av spridningsfenomenen med den optiska modellen för ljusemission inom en OLED för att snabbt förutsäga egenskaperna hos många enheter med olika strukturer. Baserat på detta tillvägagångssätt, laget teoretiskt förutspådde den optimala kombinationen av spridningsskikt och OLED -arkitekturer som kan leda till maximal effektivitet.

Efter denna teoretiska förutsägelse, laget producerade experimentellt den optimala ljusspridningsfilmen och införlivade den med OLED med orange emitter som hade en hög grad av horisontell dipolorientering. Som ett resultat, laget insåg framgångsrikt OLED:er som uppvisade EQE på 56 procent och energieffektivitet på 221 lm/W. Detta är en av de högsta effektivitet som någonsin uppnåtts för en OLED -enhet utan hjälp av en makroskopisk lins eller interna extraktioner av ljus.

Professor Yoo sa, "Det finns olika tekniker utvecklade för att förbättra OLED -ljusutvinningseffektivitet; de flesta av dem har inte nått en praktisk nivå. Denna forskning ger huvudsakligen ett systematiskt sätt att uppnå en EQE på 50 procent eller högre i OLED samtidigt som man tänker på kommersialiseringsbegränsningarna. Den metod som visas här kan enkelt tillämpas på belysningsanordningar eller sensorer på bärbara enheter. "