육안으로는 볼 수 없지만, 새로운 형광 유기 발광 다이오드(OLED)는 근적외선을 사용하는 스마트폰 및 TV 디스플레이와 같은 장치에서 혁신적인 애플리케이션의 개발에 빛을 비출 수 있습니다. 폴리테크닉테크닉트 몬트리올의 엔지니어와 몬트리올 대학교의 화학자들의 결합된 작업을 통해 제작된 이 형광 OLED는 해당 카테고리의 기존 OLED보다 300% 더 효율적입니다. 연구팀은 최근 저널 고급 기능 재료에 세부 사항을 발표했다.

완벽하게 조립된 반도체 결정을 사용하여 광자를 생성하는 기존의 발광 다이오드(LED)와 는 달리 OLED는 탄소, 질소 및 산소로 구성된 유기 분자를 사용하여 빛을 방출합니다. 이미 스마트폰 디스플레이와 하이엔드 TV에 사용되어 OLED 기술이 잘 구축되어 있습니다. 그러나 업계의 채택에도 불구하고 이 기술을 발전시키기 위해서는 여전히 중요한 과제를 극복해야 합니다.

이러한 예 중 하나는 파란색 OLED가 안정성 문제에 직면하여 녹색과 빨간색보다 훨씬 빠르게 저하된다는 것입니다. 스펙트럼의 다른 쪽에서는 적외선 OLED가 적외선 파장에서 광자를 방출하는 대신 (빛을 생성함) 매우 비효율적인 경향이 있으며, 흥분된 분자는 진동을 통해 에너지를 잃는 것을 선호합니다.

폴리테크닉대학 몬트리올 공학물리학과의 스테판 케나 코헨 교수는 “방출 파장이 적외선으로 간주되는 것으로 더 밀려나면 효율적인 방출기를 개발하기가 더 어려워진다”고 설명합니다.  “스펙트럼의 이 지역(적외선)에서 효율적으로 방출되는 유기 물질은 거의 없습니다.”

케나 코헨 교수와 그의 팀은 순수 유기 분자로 구성된 적외선 OLED의 낭비되는 에너지를 줄일 수있는 방법을 찾을 수있었습니다. 화학 교수 윌리엄 G. 스케네 (Université 드 몬트리올), 이 새로운 OLED를 만들기 위해 두 개의 새로운 유기 화합물을 개발. 근적외선 방출기는 이전에 생체 의학 이미징에 사용되었던 분자의 클래스에서 영감을 받아 비교할 수 없는 특성을 가진 모든 유기 OLED를 설계할 수 있게 되었습니다.

“어두운” 삼중항의 빛

유기 분자가 전류에 흥분하면 단일 또는 삼중 상태 중 하나인 두 개의 양자 상태 중 하나에서 발견됩니다. 대부분의 유기 분자의 경우 단일 상태만 사용 가능한 빛을 생성합니다. 삼중항이 광자를 효율적으로 생성하려면 분자 구조 내에 중금속 원자를 도입하여 OLED의 생산 비용을 증가시켜야 합니다.

케나 코헨 교수, 스케네 교수, 그리고 그들의 팀은 금속 원자에 의존하지 않고 삼중 에너지를 활용하는 방법을 발견했다. 그들의 혁신적인 솔루션? 그(것)들은 단하나 삼중 주가 아주 유사한 에너지 수준을 가지고 있는 유기 분자를 디자인했습니다, 열 활성화 연기한 형광에게 불린 프로세스를 통해 삼중항이 방사 싱글로 변환될 수 있도록 (TDAF).

840nm의 파장에서 배출피크를 기록한 연구팀이 설계한 OLED는 3.8%의 양자 효율을 보였다. 후자는 장치 전체에 걸쳐 순환하는 전자의 비율에 해당하며 전자는 사용 가능한 빛으로 변환됩니다. 800nm 이상을 방출하는 올유기 OLED의 새로운 세계 기록으로, 최고의 형광 OLED의 효율을 300% 이상 초과하며 백금 기반 분자를 함유한 OLED와 비교할 수 있는 가치에 도달합니다.

생물 의학 응용 프로그램의 새로운 가능성, 얼굴 인식

새로운 OLED의 뛰어난 효율성덕분에 스마트폰과 같은 기존 디스플레이 기술에 적외선 OLED를 통합하는 것을 고려할 수 있습니다.

“OLED의 특징 중 하나는 기존 LED와 는 확연히 대조적으로 유리 또는 플라스틱, 넓은 지역에 직접 장치를 제조할 수 있는 기능입니다. 이를 통해 OLED는 LED에 불가능한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.”

“OLED의 가장 큰 장점 중 하나는 낮은 제조 비용입니다,”교수 케나 코헨은 계속. “그러나 대부분의 OLED에는 여전히 백금이나 이리듐과 같은 고가의 금속이 포함되어 있어 비용과 지속 가능성에 문제가 있습니다. 우리의 장치는 순전히 유기 분자를 사용합니다.”

폴리 테크닉 대학 몬트리올 기반 교수는 또한 그의 연구 팀에 의해 생성 된 적외선 OLED에서 가시 광선 방출의 부재는 또한 빛 기반 무선 통신 (Li-Fi)에서 자신의 사용을 허용 할 것이라고 지적했다. 케나 코헨 교수는 또한 이러한 세계 기록을 깨는 OLED가 잠재적으로 생체 의학 응용 프로그램, 얼굴 인식 또는 야간 사진에 사용될 수 있음을 강조합니다.

“아이폰은 이미 일부 얼굴 인식 및 자동 초점 기능에 적외선 레이저를 사용 – 이들은 적외선 OLED가 유용 할 수있는 응용 프로그램의 유형입니다,”교수 케나 코헨은 지적한다.

출처: EurekAlert!

우리는 R&D, OLED 중간체 및 재료의 대량 생산을 전문으로합니다. 우리의 장점 제품은 아래와 유사한 관련 화합물을 포함한다.