Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden

St Andrewsin yliopiston tutkijat yhdessä Kölnin yliopiston kollegoiden kanssa ovat löytäneet tavan yhdistää valoa ja ainetta tulevien televisioiden ja älynäyttöjen optimaalisen kirkkauden ja värin tehostamiseksi rakenteen tehokkuudesta tinkimättä.

Johtava tutkija, professori Malte Gather selittää: "Orgaanisista valodiodeista (OLED) tehdyt näytöt ovat jo pitkään olleet kuluttajamarkkinoilla. Kun näyttöteollisuus valmistautuu jo seuraavan sukupolven laitteisiin, joissa on parempi värikylläisyys, kirkkaus ja tehokkuus, tiedemiehet kohtaavat useita haasteita. OLED-rakenteiden emissiospektrejä voidaan säätää käyttämällä värisuodattimia tai optisia onteloita, mutta tämä tapahtuu joko tehokkuuden kustannuksella tai johtaa havaitun värin voimakkaaseen riippuvuuteen katselukulmasta."

Tutkijat ovat nyt osoittaneet, että uutta tieteellistä perusperiaatetta – valon ja aineen vahvaa kytkentää – voidaan hyödyntää OLED:ien emissiospektrien muokkaamiseen samalla tavalla kuin mikro-onteloa käytettäessä, mutta ilman vahvaa katselukulmariippuvuutta.

Tutkijoiden kehittämä lisäkerros maksimoi vahvan kytkentävaikutuksen ja loi samalla hybridivaloainehiukkasen eli polaritonin mutta heikentämättä OLEDin valoa emittoivien molekyylien tehokkuutta. Vaikka polaritonipohjaisista OLED-rakenteita on raportoitu aiemminkin, niitä on vaivannut erittäin alhainen tehokkuus ja kirkkaus.

Professori Gather lisäsi: "Polaritonipohjaiset OLED-valaisimet voivat olla erittäin hyödyllisiä näyttöteollisuudelle, koska niiden suorituskyky on sama kuin kaupallisissa näytöissä käytettyjen OLEDien, mutta huomattavasti parannetun värin puhtauden ja värin vakauden ansiosta eri katselukulmissa."

Sen lisäksi, että se kiinnostaa seuraavan sukupolven näyttöjä, suurten polaritonimäärien tarpeenmukaista ja tehokasta luomista voidaan hyödyntää lukuisissa sovelluksissa lasereista kvanttilaskentaan.

Kolmen yliopiston – Nottingham Trent University, UNSW Canberra ja Australian National University – tiimi on kehittämässä uutta "metapinta"-tekniikkaa, joka voi tarjota merkittäviä etuja nykyisiin nestekidenäyttöihin (LCD) verrattuna.

Metapinnat ovat 100 kertaa ohuempia kuin nestekidekennot ja tarjoavat kymmenen kertaa suuremman resoluution ja voivat kuluttaa vähemmän energiaa.

Äskettäin suunnitellut metapintakennot – joilla on viritettävyys ja poikkeukselliset valonsirontaominaisuudet – korvaisivat nestekidekerroksen eivätkä tarvitsisi polarisaattoreita, jotka vastaavat puolta nykynäyttöjen hukkavalosta ja energiankulutuksesta.

”Pikselimme on valmistettu piistä, mikä tarjoaa pitkän käyttöiän verrattuna muihin olemassa oleviin vaihtoehtoihin tarvittaviin orgaanisiin materiaaleihin. Lisäksi piitä on laajalti saatavilla ja CMOS-yhteensopivan teknologian kanssa halpa tuottaa", sanoi professori Andrey Miroshnichenko, Nanophotonics-ryhmän johtava tutkija UNSW Canberrassa.

Aiheesta aiemmin: