Organik ışık yayan diyot (OLED) ekranlar, rakiplerine kıyasla daha keskin görüntüler, daha hızlı yenileme hızları ve daha geniş izleme açıları sunabilir. Ancak, kararlılık ve verimlilik sınırlamaları nedeniyle daha kısa bir ömre ve daha düşük en yüksek parlaklığa sahip olabilirler. Son çalışmalar, bu sorunlara katkıda bulunan daha önceki bilinmeyen süreçleri aydınlatarak bilim insanlarının daha verimli OLED’ler geliştirmesine yardımcı olabilecek bilgiler sunuyor.
OLED’lerde, elektronlar ve delikler (elektron boşlukları) birleşerek eksiton adı verilen uyarılmış durumlar oluşturur.
Bir eksitonun toplam spini 0 ise singlet olarak adlandırılır ve hızla foton yayarak temel durumuna döner. Ancak, spini 1 ise triplet olarak adlandırılır ve enerjisini genellikle ısı olarak dağıtır. Her araştırma ekibi, bu kaybedilen enerjiyi ışığa dönüştüren çeşitli mekanizmalar kullanan OLED türlerini araştırdı. Her iki tür de yüksek parlaklıkta düşük verimlilik ve tripletlerin singletler, diğer tripletler ve polaronlar adı verilen yarı parçacıklarla olan zararlı etkileşimleri nedeniyle bozulma gibi zorluklarla karşı karşıyadır.
OLED Ekranların Performansına Kuantum Etki
Max Planck’dan Gert-Jan Wetzelaer, termal olarak uyarılmış gecikmeli floresans işlemi kullanan OLED’leri inceledi. Bu süreçte, ortam sıcaklığı dalgalanmaları bir süre sonra tripletleri foton yayan singletlere dönüştürüyor. Wetzelaer, teorik çalışmasında, bu OLED’lerde triplet ömrü için yeni bir ifade türetti. Bu ömrün, OLED’lerin kararlılığı ve yüksek parlaklıktaki verimliliğini belirlediğini ve laboratuvarda kolayca ölçülebilen bir büyüklükle iyi bir şekilde tahmin edilebileceğini buldu. Bu bulgular, bu tür OLED’lerin performansını öngörmek için basit bir yol öneriyor.
Hollanda’dan araştırmacı Clint van Hoesel ve ekibi, ağır metal atomları içeren OLED’leri analiz etti. Bu atomlar, tripletlerin doğrudan (ama singletlerden daha yavaş bir şekilde) foton yaymasına olanak tanıyan güçlü bir spin-yörünge etkileşimini teşvik ediyor.
Teorik çalışmalarında, araştırmacılar bu OLED’lerdeki olumsuz triplet–polaron etkileşimlerinin önceki düşüncelerden daha karmaşık olduğunu buldular.
Sadece dipol-dipol bağlaşımlarını değil, aynı zamanda bazen göz ardı edilen dipol-kuadrupol bağlaşımlarını da içeriyorlar ve hatta bunlar tarafından baskın hale getirilebiliyorlar.
Bu keşif, teori ve deney arasındaki eski bir uyumsuzluğu çözüyor ve OLED modellerinin daha doğru hale gelmesine yol açabilir.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v18/s74
