Organické LED diody září neviditelně

Výzkumníci z University of Southern California navrhli molekulu fosforeskujícího barviva, která vyzařuje blízké infračervené světlo, a použili ji k výrobě organických diod vyzařujících světlo (OLED) s dlouhou životností.

fosforeskující organický LED displej Universal Display Corporation může být postaven na flexibilním plastovém substrátu. Společnost ve spolupráci s výzkumníky z University of Southern California a Princeton University nyní vyrobila LED vyzařující blízké infračervené záření a plánuje vyrobit verzi flexibilního displeje pro blízké infračervené záření. Displej by byl neviditelný pouhým okem, ale viditelný přes brýle pro noční vidění pro skryté vojenské operace.

Diody by se daly použít k výrobě levného a flexibilního blízkého infračerveného (NIR) displeje, který by byl nečitelný pouhým okem, ale dal by se přečíst brýlemi pro noční vidění. Takový displej by mohl být integrován do uniformy vojáka nebo do zařízení, které by se dalo schovat do kapsy, což vojákům umožnilo číst komunikaci v noci, aniž by byli spatřeni nepřátelskými odstřelovači.

Tyto organické LED diody lze také přeměnit na infračervené detektorové diody, které umožňují noční vidění. Infračervené detektory jsou v podstatě opakem LED, přeměňují světlo na elektrický proud. Teplé předměty vyzařují infračervené záření, které má vlnové délky delší než blízké infračervené záření a navíc je pro lidské oko neviditelné. Stejně jako detektory světla v kamerách snímají viditelné světlo, infračervené senzory vyrobené z anorganických polovodičů detekují infračervené světlo v brýlích pro noční vidění a kamerách používaných armádou, policií, agenty pohraniční ochrany a hasiči. Ale detektory založené na OLED by nabídly důležitou výhodu: protože tenké organické polymery, které tvoří tyto diody, mohou být naneseny na různé substráty, včetně ohýbatelných plastů, organické IR detektory by mohly být dostatečně flexibilní, aby je bylo možné začlenit do hledí helmy.

Flexibilita je velmi výhodná… všechny displeje nové generace budou na flexibilních substrátech, říká Mark Thompson , profesor chemie na University of Southern California, který výzkum vedl. Organické LED jsou klíčovou technologií pro flexibilní displeje, protože je snadné a levné vzorovat na ohebných substrátech, říká. Používají se již v displejích fotoaparátů a mobilních telefonů a mají obrovský příslib pro budoucí velkoplošné počítačové a televizní obrazovky.

Výzkum organických LED se z velké části zaměřil na aplikace ve viditelném světle; dosud nikdo nevyrobil organickou LED, která účinně vyzařuje NIR světlo. Thompson a jeho kolegové z Princetonské univerzity a Universal Display Corporation, společnost se sídlem v Ewing, NJ, popsali své organické LED online v aplikovaná chemie dne 9. ledna.

Organické LED diody, které vyzařují neviditelné vlnové délky NIR, lze použít k výrobě displejů, které nechcete, aby všichni viděli. Pro skryté vojenské aplikace budou displeje s nočním viděním velmi důležité a tyto diody by pro to byly klíčové, říká Ghassan Jabbour , profesor optiky na University of Arizona v Tucsonu, který vyvinul první organické molekuly vyzařující NIR.

Tajemstvím nové LED je speciálně navržená molekula fosforeskujícího barviva, kterou výzkumníci používají v emisní vrstvě vložené mezi dvě elektrody zařízení. Organické LED obvykle obsahují emisní vrstvu, která je dopována fluorescenčními barvivy. Elektrody vstřikují záporné elektrony a kladné otvory do vrstvy, kde se nabité částice spojují a excitují molekuly barviva. Když se molekuly vrátí do svého nevybuzeného stavu, emitují fotony. Nové fosforeskující molekuly velmi účinně emitují v oblasti NIR. Vyzařují také světlo po delší dobu než fluorescenční barviva, čímž prodlužují životnost zařízení – tradiční slabé místo organických materiálů.

Zařízení vyzařuje na vlnových délkách blízkých 800 nanometrům, což je přímo na hranici viditelného a blízkého infračerveného spektra, a může se pochlubit účinností více než šest procent, což je nejméně 60krát vyšší než u jiných zařízení vyzařujících NIR uváděná v minulost. Právě teď běží 1 000 hodin při maximálním jasu. Ale při nižších úrovních jasu požadovaných u displejů mluvíme nejméně o milionu hodin, říká Thompson. Pro srovnání, červené nebo zelené organické LED mají životnost 100 000 hodin, říká.

Gareth Redmond , který studuje organické fotodetektory v nanoměřítku v Tyndall National Institute v irském Corku, nazývá tuto práci průlomem směrem k emisi NIR v organickém materiálu. Redmond říká, že nové organické LED diody vykazují opravdu dobrý výkon, pokud jde o účinnost a životnost, kterých nebylo dříve dosaženo.

Thompson a jeho kolegové plánují vyrobit další komplexy fosforeskujících barviv, které vyzařují světlo o vlnových délkách delších než 800 nanometrů, tlačí hlouběji do IR oblasti. Potom, říká Thompson, by bylo možné převrátit organickou LED a přeměnit ji na organický IR detektor pro hledí helmy pro noční vidění. To by vyžadovalo úpravu struktury zařízení nebo vyladění organických materiálů, ale říká, že převod by byl snadný, protože LED a fotodetektory jsou bratranci s v podstatě stejnou strukturou diod, ale obrácenými funkcemi – LED převádí elektrický proud na světlo, zatímco detektor dělá opak. .

Ale je příliš brzy na to říci, kdy bude takový organický IR detektor k dispozici. Nejde jen o to, že porota je stále mimo, říká; porota ještě ani nebyla sestavena.

skrýt