Ljusemitterande plast används idag i tv- och smartphoneskärmar, ljusavgivande indikatorer och som belysning för bilar och flygplan med speciella krav. Kunskapen om hur ljus skapas och påverkas inom ljuskällorna är, dock, jämförelsevis begränsad.

I sin avhandling, Ph.D.-kandidat Mattias Lindh, som har studerat hur ljusemitterande elektrokemiska celler fungerar, visar att den exakta tjockleken på en film av ljusavgivande plast är avgörande för hur ljusa och effektiva ljuskällorna blir. Reflektioner inom ljuskällorna ger upphov till interferens – dvs. ljusvågor som interagerar med varandra och kan öka eller minska intensiteten, Denna interferens påverkas av filmens tjocklek. Att utvecklas ljust, effektiva enheter, filmens tjocklek bör kontrolleras för att optimera ett system där ljusvågorna interfererar konstruktivt.

"De unika ljuskällorna vi arbetar med, som har det komplicerade namnet 'ljusemitterande elektrokemiska celler, är mycket väl lämpade att uppfylla dessa kriterier, och på samma gång, tillverkningen kan vara kostnadseffektiv och miljövänlig, säger Lindh, en student vid institutionen för fysik vid Umeå universitet.

Men det finns också andra förlustkanaler i ljuskällorna, och datorsimuleringar kan avslöja dessa förlustkanaler. Från simuleringsresultaten, Lindh har föreslagit ett antal sätt att designa framtida optimerade ljuskällor som ger maximal ljusstyrka med hög effektivitet. "Till exempel, det är möjligt att ändra ordningen på filmerna, eller ändra planheten i gränssnitten mellan dem på sätt som påverkar ljusets reflektioner, " han säger.

Lindh studerade också hur ljusemitterande elektrokemiska celler fungerar på mikroskopisk nivå, och skapade till och med ljusavgivande mönster genom att lägga två tunna plastfilmer i lager. Det första lagret kan skrivas ut med en bläckstråleskrivare och bilda en slags display med hög upplösning och anpassningsbara mönster. Denna teknik kan ersätta komplexa, dyra metoder som används idag.

En annan möjlighet är att skrapa en av filmerna med en vass penna som en nål eller en mekanisk penna, vilket resulterar i manuellt formade och personliga ljusemitterande mönster. Denna teknik kan användas för att producera ljusemitterande signaturer eller märken som skulle vara mycket svåra att förfalska för autentisering av värdefulla eller säkrade dokument och produkter.

"Förutom de vetenskapliga publikationerna, mina kollegor och jag är också glada över att ha kunnat lämna in en patentansökan relaterad till våra rön om mönstrad ljusemission. Det är en spännande process, men det är mycket arbete att skriva en patentansökan, " säger Lindh. Framtida tillämpningar för plastljuskällorna inkluderar ljusavgivande bandage för att förbättra sårläkning eller aktivera läkemedel lokalt, eller ljusavgivande säkerhetsdetaljer i pass och liknande värdehandlingar.