能源效率

Nanotech OLED可以削减功耗

一个电极,可以释放来自有机发光二极管(OLED)的更多光的电极可以帮助延长智能手机和笔记本电脑和其他设备的电池寿命,使其更节能。

由凯特麦尔本雀 2021年7月16日
礼貌:密歇根工程罗伯特科贝利乌斯

一种能从有机发光二极管(OLEDs)多释放20%光的电极已在密歇根大学开发。它可以帮助延长智能手机和笔记本电脑的电池寿命,或制作下一代电视,并显示更节能。

该方法防止光被捕获在OLED的发光部分中,使OLED能够在使用较低功率的同时保持亮度。另外,电极容易配合到现有的制造OLED显示器和灯具的过程中。

“用我们的方法,你可以在同一个真空室里做所有的事情,”他说L. Jay Guo他是密歇根大学电子与计算机工程教授,也是这项研究的通讯作者。

除非工程师采取行动,否则OLED产生的约80%的光会被困在设备内部。它这样做是由于一种称为波导的效应。从本质上讲,没有以接近垂直的角度从设备发出的光线会被反射回来,并被引导到侧面通过设备。它们最终会消失在OLED中。

丢失的光的很大一部分被简单地困在发射器两侧的两个电极之间。其中一个最大的问题是放置在发光材料和玻璃之间的透明电极,通常由铟锡氧化物(ITO)制成。在实验室设备中,你可以看到被困住的光从侧面射出来,而不是穿过观察者。

“未经处理,它是OLED中最强的波导层,”郭说。“我们希望解决问题的根源。”

通过将ITO换成一层银,仅厚度为5纳米厚,涂在铜的种子层上,Guo的团队保持了电极功能,同时完全消除了OLED层中的波导问题。

第一作者、电子与计算机工程博士候选人Changyeong Jeong说:“通过将传统的铟锡氧化物电极换成我们的纳米级透明银层,工业可能能够释放超过40%的光。”

然而,在一个相对简单的实验室设备中,这种好处很难看到。即使光在OLED堆叠中不再被引导,释放出来的光仍然可以被玻璃反射。在工业上,工程师们有办法减少反射——在玻璃表面制造凸起,或者添加网格图案或粒子,使光线散射到整个玻璃上。

“一些研究人员通过使用具有特殊排放方向或图案化结构的非传统材料,能够释放大约34%的光线,”济干说。

电气计算​​机工程中博士候选人昌市驻博士,杰伊郭实验室教授的超薄AG胶片。礼貌:密歇根工程罗伯特科贝利乌斯

电气计算​​机工程中博士候选人昌市驻博士,杰伊郭实验室教授的超薄AG胶片。礼貌:密歇根工程罗伯特科贝利乌斯

为了证明他们已经消除了光发射器中的波动,郭的团队也不得不阻止玻璃的光线诱捕。它们通过使用与玻璃具有相同折射率的液体,所谓的指数匹配流体 - 在这种情况下用实验设置用实验设置。“指数匹配”防止了在高折射率玻璃和低折射率空气之间发生的反射。

一旦他们做到了这一点,他们就可以从一边看他们的实验设置,看看是否有任何光线侧向。他们发现发光层的边缘几乎完全是黑暗的。反过来,通过玻璃的光线亮起大约20%。

在题为“通过完全消除波导模式来解决有机发光二极管的光捕获”。

- 由Chris Vavra,Web Content Manager编辑,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.


凯特麦艾尔派恩
作者简介:Kate Mcalpine,密歇根大学高级作家和助理新闻编辑