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光與物質(zhì)的雜化態(tài)可顯著提升OLED亮度 研究人員開發(fā)出理論模型，預測通過利用名為極化激元的新型量子態(tài)，可大幅提升有機發(fā)光二極管（OLED）的亮度。要將極化激元有效整合到OLED中，需發(fā)現(xiàn)新型材料，這使得實際應用成為激動人心的挑戰(zhàn)。 OLED技術(shù)已成為智能手機、筆記本電腦、電視和智能手表等高端顯示設備的常見光源。盡管OLED憑借其柔性和環(huán)保特性正在重塑照明應用，但其將電流轉(zhuǎn)換為光的過程效率較低，僅有25%的概率能快速高效地發(fā)射光子。后者是提升OLED亮度的重要條件，當前OLED的亮度通常低于其他照明技術(shù)。 來自芬蘭圖爾庫大學和美國康奈爾大學的研究團隊提出了解決這一問題的預測模型，相關(guān)成果發(fā)表于《先進光學材料》。OLED是由有機碳基化合物制成的電子元件，通電時發(fā)光。與依賴LED背光的液晶顯示器不同，OLED顯示屏的像素可自主發(fā)光。  當有機發(fā)光材料被夾在兩個半透明反射鏡之間時，可與受限光場耦合，形成光與物質(zhì)雜化的新態(tài)——極化激元。通過微調(diào)這些狀態(tài)，可找到使剩余75%暗態(tài)轉(zhuǎn)化為明亮極化激元的最佳平衡點。 圖爾庫大學副教授Konstantinos Daskalakis表示："雖然將極化激元應用于OLED技術(shù)并非全新概念，但此前缺乏對性能增益邊界的理論研究。我們系統(tǒng)分析了不同場景下極化激元的最佳作用點。"博士后研究員Olli Siltanen補充："研究發(fā)現(xiàn)極化激元效應強度與耦合分子數(shù)量成反比。我們研究的單分子耦合體系效率顯著提升，暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)化率最高可提升千萬倍。" 當分子數(shù)量較多時，極化激元效應可忽略不計。因此，現(xiàn)有OLED僅通過增加反射鏡無法提升暗態(tài)轉(zhuǎn)化率。Daskalakis指出："下一步挑戰(zhàn)是開發(fā)支持單分子強耦合的可行架構(gòu)，或設計專用于極化激元OLED的新型分子。雖然兩種途徑均具挑戰(zhàn)性，但成功后將大幅提升OLED的效率和亮度。" 盡管效率問題制約了OLED的普及，但更關(guān)鍵的瓶頸在于亮度限制，尤其是與傳統(tǒng)無機LED相比。該研究為OLED發(fā)展指明方向，不僅為提升效率奠定基礎(chǔ)，更突破了以往認為不可企及的性能天花板。 相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1002/adom.202403046 |
