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纳米OLED可以降低功耗

一种能从有机发光二极管(OLEDs)多释放20%光的电极可以帮助延长智能手机、笔记本电脑和其他设备的电池寿命,使它们更节能。

由凯特麦尔本雀 7月16日,2021年
Courtesy: Robert Coelius, Michigan Engineering

一个电极,其可以从有机发光二极管(OLED)中释放20%的光是由密歇根大学开发的.它可以帮助延长智能手机和笔记本电脑的电池寿命,或者使下一代电视和显示器更加节能。

该方法可以防止光被困在OLED的发光部分,使OLED在使用更少的功率的同时保持亮度。此外,该电极很容易安装到现有的OLED显示器和灯具的生产过程中。

“通过我们的方法,您可以在同一真空室中完成所有,”l·杰伊·郭,U-M电气计算机工程教授和该研究的相应作者。

除非工程师采取行动,否则OLED产生的大约80%的光被捕获在设备内。它由于称为波导的效果而这样做。基本上,光线不会以靠近垂直的角度从装置中从装置上反射并引导通过装置的角度。他们最终失去了OLED。

丢失的光的良好部分简单地捕获在光发射器两侧的两个电极之间。其中一个最大的犯罪者是站在发光材料和玻璃之间的透明电极,通常由氧化铟锡(ITO)制成。在实验室设备中,您可以看到拍摄的镜头射出侧面,而不是通过传送到观众。

“未经处理过的是,它是OLED中最强的波动层,”Guo说。“我们想要解决问题的根本原因。”

通过将ITO替换为一层只有5纳米厚的银层,沉积在铜的种子层上,Guo的团队保持了电极功能,同时完全消除了OLED层的波导问题。

“行业可能能够释放超过40%的光线,部分是通过对我们纳米级透明银层的常规氧化铟锡电极进行交易,”昌市仲洞,第一作者和博士。电气计算​​机工程中的候选人。

但是,在一个相对简单的实验室设备中,这种好处是棘手的。尽管在OLED叠层中不再被引导,但是仍然可以从玻璃反射的释放光。在工业中,工程师具有减少玻璃表面上的反射产生凸块的方法,或添加将在整个玻璃散射光的网格图案或颗粒。

“一些研究人员通过使用具有特殊发射方向或图案结构的非常规材料,能够释放约34%的光,”郑说。

电子与计算机工程博士候选人郑昌英(Changyeong Jeong)在Jay Guo教授的实验室里处理一种基于超薄银膜的OLED。Courtesy: Robert Coelius, Michigan Engineering

电子与计算机工程博士候选人郑昌英(Changyeong Jeong)在Jay Guo教授的实验室里处理一种基于超薄银膜的OLED。Courtesy: Robert Coelius, Michigan Engineering

为了证明他们已经消除了光发射器中的波导管,郭的团队还必须阻止玻璃对光的捕获。他们在实验中使用了一种折射率与玻璃相同的液体,也就是所谓的折射率匹配液体——在这个例子中是油。这种“指数匹配”防止了在高指数玻璃和低指数空气边界处发生的反射。

一旦他们这样做了,他们就可以从侧面观察他们的实验装置,看看是否有光线从侧面射入。他们发现发光层的边缘几乎是完全黑暗的。反过来,透过玻璃的光线亮度增加了20%。

这一发现发表在《科学进展》杂志的一篇题为《通过完全消除波导模式来解决有机电致发光二极管的光阱问题.”

- Chris Vavra编辑,网页内容经理,控制工程, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com


凯特麦利宾汀
作者生物:Kate McAlpine,资深作家和助理新闻编辑,密歇根大学