Recentemente, pesquisadores do centro de Fotônica orgânica e pesquisa eletrônica na Universidade de Kyushu no Japão mostraram uma nova maneira de melhorar a eficiência dos OLEDs dividindo a energia de um exciton em duas partes usando single-estado fissão, que pode limitar o eficiência da produção do exciton OLED em mais de 100%. O exciton é o feixe de energia no OLED, que é formado por uma carga positiva na molécula e uma conexão carregado negativamente. Um exciton pode produzir um fóton, liberando energia.
Existem duas formas de exciton, ou seja, o único Estado e estado triplo. Os pesquisadores do centro de Fotônica orgânica e eletrônica na Universidade de Kyushu, no Japão, usa moléculas que podem aceitar Exciton triplo, onde a energia do exciton triplet é a metade da energia de um único Estado exciton, superando a limitação que cada um par de cargas pode apenas um exciton do formulário. Um exciton único pode transferir metade de sua energia para moléculas vizinhas, preservando a metade de sua energia.
Esse processo de fissão single-estado pode causar um exciton single-estado produzir dois triple-estado exciton e depois transferir o triplet-Exciton para a segunda classe de moléculas que pode usar energia para emitir luz de infravermelho próximo (NIR). Professor Hajime Nakanotani disse: "Em suma, nós usamos as moléculas como máquinas de transformação para o exciton em OLED." Uma máquina de conversão semelhante ao converter uma nota de $10 em duas notas de 5 dólares que converte um vibrador de alta energia caro em dois exciton de baixa energia de metade do preço.
Os pesquisadores avaliaram a eficiência de um processo de fissão single-estado, comparando a emissão de NIR com a emissão de luz visível minúscula do restante exciton single-estado exposto a vários campos magnéticos. Através de experimentos, os pesquisadores confirmaram que o single-estado fissão produzida pelo Estado triplo na transferência de energia do estado tripleto escuro após a emissão de Nir eletroluminescentes, eficiência de produção total exciton de 100.8% do Exciton.
Os pesquisadores dizem que sua pesquisa é a primeira a usar single-estado fissão para melhorar a eficiência de OLEDs, embora o single-estado fissão foi usado anteriormente em células solares orgânicas. A equipe disse que a eficiência global de usar single-estado fissão é ainda relativamente baixa, como tradição de emissão infravermelha do emissor orgânico é ineficiente. No entanto, esta nova abordagem fornece uma maneira para melhorar a eficiência e a força do OLED sem alterar a molécula do emissor.
Para melhorar ainda mais a eficiência, pesquisadores estão procurando maneiras de melhorar o corpo molecular do emissor em si. Com novas melhorias, a equipe espera aumentar a eficiência do exciton para 125%, que é a seguinte limitação para pesquisadores, já que operações elétricas produzem naturalmente 25% do exciton de triplo-estado single-estado exciton e 75%.
Uma vez que a equipe alcançou esse objetivo, a equipe começou a estudar como converter o exciton triplet para um único Estado exciton para alcançar a eficiência quântica de 200%. "A luz infravermelha desempenha um papel fundamental na biologia, aplicações médicas e tecnologias de comunicação," disse Chihaya Adachi, diretor de ópera. Agora que entendemos que single-estado fissão pode ser usado em OLEDs, há uma nova maneira de superar os desafios de produção altamente eficiente OLED de infravermelho, e logo será prático para usar.
"As experiências mostram que mesmo sob excitação elétrica, o triplo-estado exciton produzido pela fissão do único-Estado pode também ser utilizado como eletroluminescência, melhorando assim a eficiência quântica de OLED. Eletroluminescência usando single-estado fissão pode fornecer uma maneira de desenvolver fontes de luz de alta intensidade para NIR, que é particularmente importante na detecção, comunicações ópticas e aplicações médicas.
