С момента первой разработки белых OLED в 1990-х годах были предприняты многочисленные усилия для достижения сбалансированного белого спектра и высокой светоотдачи при практическом уровне яркости. Однако внешняя квантовая эффективность (EQE) для белых органических светодиодов без дополнительных методов вывода сегодня может достигать только 20-40 процентов.
Около 20 процентов генерируемых световых частиц (фотонов) остаются в стеклянном слое устройства. Причина этого – полное внутреннее отражение частиц на границе раздела между стеклом и воздухом.
Другие фотоны направляются в органические слои, в то время как другие в конечном итоге теряются на границе раздела с верхним металлическим электродом.
Были исследованы многочисленные подходы для извлечения захваченных фотонов из OLED.
Международная исследовательская группа во главе с доктором. Симона Ленк и проф. Себастьян Рейнеке из Технического университета Дрездена представил новый метод освобождения частиц света в журнале Nature Communications.
Физики представляют простой, масштабируемый и, особенно, без литографии метод создания управляемых наноструктур с направленной случайностью и размерным порядком, значительно повышая эффективность белых органических светодиодов. Наноструктуры изготавливаются методом реактивного ионного травления.
Это имеет то преимущество, что топографию наноструктур можно конкретно контролировать, регулируя параметры процесса.
Чтобы понять полученные результаты, ученые разработали оптическую модель, которую можно использовать для объяснения повышенной эффективности OLED. За счет интеграции этих наноструктур в белые светодиоды внешняя квантовая эффективность до 76.3% может быть достигнуто.
Для доктора.
Симона Ленк, новый метод открывает множество новых возможностей: «Мы уже давно искали способ специально манипулировать наноструктурами. Мы нашли рентабельный процесс реактивного ионного травления, который можно использовать для больших поверхностей, а также подходит для промышленного использования.
Преимущество заключается в том, что периодичность и высоту наноструктур можно полностью регулировать с помощью параметров процесса, и, таким образом, может быть найдена оптимальная структура вывода для белых OLED. Эти квазипериодические наноструктуры подходят не только в качестве структур вывода для OLED, но также имеют потенциал для дальнейшего применения в оптике, биологии и механике."