Recentemente, i ricercatori del Center for Organic Photonics e ricerca elettronica presso l'Università di Kyushu in Giappone ha mostrato un nuovo modo per migliorare l'efficienza degli OLED suddividendo l'energia di un eccitone in due parti con uno stato fissione, che poteva limitare la efficienza di produzione di OLED eccitone di più del 100%. L'eccitone è il fascio di energia in OLED, che è formata da una carica positiva sulla molecola e una connessione negativamente. Un eccitone può produrre un fotone rilasciando energia.
Ci sono due forme di eccitone, vale a dire, stato singolo e triple. I ricercatori presso il Center for Organic fotonica ed elettronica presso Università di Kyushu, in Giappone, utilizza molecole che possono accettare triple eccitone, dove l'energia dell'eccitone tripletto è metà dell'energia di un eccitone di singolo stato, superando la limitazione che ogni coppia di cariche può solo eccitone di un modulo. Un singolo eccitone metà della sua energia possibile trasferire molecole vicine, preservando la metà della sua energia.
Questo processo di fissione del singolo stato può causare un eccitone di singolo stato per produrre due triple-stato eccitone e quindi trasferire il tripletto-eccitone per la seconda classe di molecole che possono utilizzare energia per emettere luce di vicino infrarosso (NIR). Professor Hajime Nakanotani ha detto: "In breve, utilizziamo molecole come macchine di trasformazione per l'eccitone in OLED." Una macchina di conversione simile alla conversione di una fattura di $10 in due banconote da 5 dollari che converte un costoso vibratore ad alta energia in due metà-prezzo basso consumo energetico eccitone.
I ricercatori hanno valutato l'efficacia di un processo di fissione singolo stato confrontando l'emissione di NIR con la minuscola emissione di luce visibile dal restante eccitone di singolo stato esposto a vari campi magnetici. Attraverso gli esperimenti, i ricercatori hanno confermato che la fissione di singolo stato prodotto dallo stato triplo in eccitone trasferimento di energia dalla stato di tripletto scuro dopo l'emissione di Nir elettroluminescente, efficienza di produzione totale eccitone di 100,8%.
I ricercatori dicono che la loro ricerca è il primo ad utilizzare il singolo stato fissione per migliorare l'efficienza degli OLED, anche se la fissione di singolo stata utilizzata in precedenza in celle solari organiche. Il team ha detto che l'efficienza complessiva dell'utilizzo singolo stato fissione è ancora relativamente bassa, come tradizione di emissione infrarosso dell'emettitore organico è inefficiente. Ciò nonostante, questo nuovo approccio fornisce un modo per migliorare l'efficienza e la forza di OLED senza alterare la molecola di emettitore.
Per migliorare ulteriormente l'efficienza, i ricercatori stanno cercando modi per migliorare il corpo molecolare dell'emettitore stesso. Con ulteriori miglioramenti, il team spera di aumentare l'efficienza dell'eccitone al 125%, che è la successiva limitazione per i ricercatori, poiché interventi di natura elettrica producono naturalmente il 25% dell'eccitone di Triple-stato singolo stato eccitone e 75%.
Una volta che il team ha raggiunto questo obiettivo, il team ha iniziato a studiare come convertire l'eccitone di tripletto in un singolo stato eccitone per raggiungere efficienza quantica di 200%. "Vicino infrarosso luce gioca un ruolo chiave nella biologia, applicazioni mediche e tecnologie di comunicazione," ha detto Chihaya Adachi, direttore dell'opera. Ora che abbiamo capito la fissione di singolo stato può essere utilizzato a OLED, c'è un nuovo modo per vincere le sfide di produzione altamente efficiente vicino infrarosso OLED, e presto sarà pratico da usare.
"Gli esperimenti mostrano che anche sotto eccitazione elettrica, l'eccitone di triple-stato prodotti dalla fissione di singolo stato può anche essere utilizzato come elettroluminescenza, migliorando così l'efficienza quantica di OLED. Elettroluminescenza utilizzando uno stato fissione può fornire un modo per sviluppare fonti di luce NIR ad alta intensità, che è particolarmente importante nel rilevamento, comunicazioni ottiche e applicazioni mediche.
