Јапонски научници користат ESFG спектроскопија за подобро разбирање на однесувањето на електричниот набој во OLED слоевите
Научниците применија спектроскопска техника позната како електронска сума-фреквентна генерација (ESFG), со цел да ги истражат механизмите на пренос на наелектризација во органските светлечки диоди (OLED).
Колор екраните со висока резолуција, како оние кај свитливите паметни телефони и ултратенките телевизори, главно се потпираат на OLED технологијата. Во споредба со другите видови екрани, OLED нуди бројни предности: флексибилност, сопствено осветлување, мала маса, тенка структура, висок контраст и работа при низок напон. Поради тоа, во последните години станува сè попопуларна.
OLED уредот се состои од повеќе ултратенки слоеви на органски филмови помеѓу две електроди, каде што секој слој има специфична функција. Кога се пропушта напон, се акумулираат електрични набоји и се емитува светлина, најчесто на границите меѓу слоевите. Иако оваа повеќеслојна структура овозможува прецизна контрола на преносот на набој и емисијата на светлина, истите тие процеси со текот на времето доведуваат до деградација на органските слоеви, со што се намалува животниот век и ефикасноста на OLED уредите.
Разбирањето на однесувањето на електронската структура на овие гранични структури за време на работата на OLED и понатаму претставува голем предизвик. Тим од Универзитетот Чиба во Јапонија примени спектроскопска метода, сума-фреквентна генерација (SFG). Оваа метода им овозможи да ги проучуваат вибрационите и електронските својства на OLED интерфејсот за време на реална работа на уредот.
Кога се применува напон на OLED, светлината се емитува преку спојување на набој на органските граници, што го менува излезниот ESFG сигнал. Врз основа на тие промени, научниците можат да ја следат акумулацијата на набојот и промените на електронската структура при различни услови на работа. Оваа недеструктивна и иновативна метода овозможува подлабоко разбирање на однесувањето на електричниот набој во OLED уредите.
Проучување на однесувањето на набојот со помош на ESFG спектроскопија
Истражувањето опфати три различни OLED уреди со различни комбинации на органски слоеви. ESFG спектроскопијата беше применета за увид во промените во спектарот предизвикани од однесувањето на набојот и електронската структура на интерфејсот на екранот. Професорот Мијамае објаснува дека тимот за првпат прецизно ги одредил разликите во јачината на електричните полиња внатре во OLED-от во зависност од применетиот напон, со што е објаснето како тие разлики влијаат врз преносот на набој и карактеристиките на емисијата на светлина.
Истражувачите го идентификувале ESFG спектарот за секој органски слој споредувајќи ги апсорпционите спектри и конфигурациите на слоевите кај трите OLED уреди. Биле забележани промени во интензитетот на спектралните сигнали при примена на напон, кои се директно поврзани со однесувањето на набојот и електричното поле во OLED-от.
Кај слојот за транспорт на позитивни носители на набој (т.н. “hole” материјал), интензитетот на сигналот се зголемил, додека кај слојот што емитува светлина интензитетот се намалил. Ова покажува дека преносот на набој во различни органски слоеви на OLED-от се разликува, што влијае и на светлосните својства на уредот.
Влијанието на изборот на материјали врз емисијата на светлина
Дополнително, тимот користел напони во форма на квадратни импулси за да проучи како електричното поле се менува со текот на времето. Откриле дека додавањето на материјалот BAlq (кој се користи за транспорт на електрони во OLED-и) ја менува точката од која OLED емитува светлина. Оваа промена влијае на бојата, формата на светлосниот сноп и ефикасноста на претворање на електричната енергија во светлина.
„Техниката ESFG претставува нова, високо ефикасна, недеструктивна и неинвазивна спектроскопска метода за испитување на електричното поле предизвикано од вбризганите набоји во цврста тенкослојна електроника,“ нагласува професорот Мијамае, пренесува SciTechDaily.
Благодарение на оваа техника, научниците сега можат да проектираат OLED уреди со подолг век на траење, поголема ефикасност и пониски трошоци, што би можело да ја прошири нивната употреба во секојдневните уреди. „Ова истражување може значително да го скрати и рационализира развојот на нови материјали, кој денес сè уште главно се заснова на методи на обиди и грешки и долготраен процес на тестирање на деградацијата,“ објаснува професорот Мијамае.
