Ny forskning från forskare vid Durham University avslöjar en oväntad väg mot ljusare, effektivare och mer stabila blå organiska lysdioder (OLED).
Resultaten, publicerade i tidskriften Nature Photonics skulle kunna bidra till att möjliggöra nästa generations energibesparande displayteknik.
OLED-skärmar, som används i de flesta moderna smartphones och TV-apparater, är beroende av ljusemission från specialiserade organiska molekyler.
Att få en stabil, effektiv blå emission som är lämplig för skärmar är fortfarande en viktig utmaning.
Nu har forskare vid Durham University låst upp en ny designstrategi med "hyperfluorescerande" OLED, där energi överförs från en "sensibiliserande" molekyl till en separat "emitter"-molekyl.
Överraskande nog fann teamet att sensibiliserande molekyler som tidigare avfärdats som dåliga emittrar faktiskt presterar anmärkningsvärt bra i hyperfluorescerande OLED.
"Vi upptäckte en "blind fläck" där material som förbises av konventionellt tänkande kan bli mycket effektiva när de används som sensibilisatorer i hyperfluorescens-OLED, säger Kleitos Stavrou från Durham University, huvudförfattare till studien.
I synnerhet visade sig molekylen ACRSA tredubbla OLED-effektiviteten när den användes som sensibilisator i hyperfluorescens-OLED.
Forskarna tillskriver detta till ACRSA:s stela molekylära struktur och långlivade exciterade tillstånd.
Ännu mer slående är att med en grönaktig sensibilisator, såsom ACRSA, kan emission av djupblått ljus uppnås genom att överföra ACRSA:s energi till en blå terminalsändare.
"Det här tillvägagångssättet minskar excitonenergi jämfört med direkt blå emission i enheter, vilket möjliggör stabilare, mer hållbara blå OLEDs", säger senior författare till studien, professor Andrew Monkman vid Durham Universitys fysikavdelning.
Sammantaget ger strategin ett nytt molekylärt designparadigm för stabila och mycket effektiva skärmar.
"Våra fynd avslöjar ett outforskat territorium för hyperfluorescerande OLED:er som avsevärt kan utöka materialvalen för nästa generations bildskärmar som också kommer att använda upp till 30 % mindre elektricitet", säger professor Monkman.
Forskarna planerar härnäst att vidareutveckla hyperfluorescerande OLED, tillsammans med industriella partners, mot kommersiella tillämpningar.
Mer information: Nyckelkrav för ultraeffektiv sensibilisering i hyperfluorescens-OLED, Naturfotonik (2024). DOI:10.1038/s41566-024-01395-1
Journalinformation: Naturfotonik
Tillhandahålls av Durham University
