Technologie OLED-owe coraz powszechniejsze

Dr hab. inż. Przemysław Data, profesor Politechniki Śląskiej, jest laureatem programu FIRST TEAM Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (konkurs 4/2017).

W ramach projektu „Nowe, wysokowydajne emitery TADF i RTP do organicznych diod elektroluminescencyjnych” pracuje nad stworzeniem innowacyjnych emiterów umożliwiających obniżenie kosztów produkcji oraz zwiększenie wydajności elektronicznych diod organicznych (OLED).

Diody organiczne działają przy niższym napięciu w porównaniu z obecnie powszechnie stosowanymi diodami nieorganicznymi. Ponadto otrzymywane są z materiałów tańszych i łatwiejszych w zastosowaniu. Technologia OLED-owa charakteryzuje się zdecydowanie lepszym odwzorowaniem barw, mniejszą szkodliwością dla wzroku oraz co najważniejsze, wyższą wydajnością w porównaniu z typowymi technologiami LED. Dzięki temu technologia ta znalazła już zastosowanie w elektronice w telewizorach czy też ekranach smartfonów. Obecnie prowadzone badania mają na celu również zastosowanie technologii OLED-owej w panelach oświetleniowych tj. w układach, gdzie ilość generowanego światła, a tym samym również ciepła, jest zdecydowanie większa. Obecnie dostępne OLED-owe panele oświetleniowe charakteryzuje niższa stabilność aniżeli technologii LED, ponieważ nie zostały bowiem jeszcze opracowane mechanizmy skutecznego odprowadzania ciepła ze złożonych układów OLED-owych.

W ramach realizowanego projektu prof. Data opracował organiczne emitery światła zdolne do emisji światła poprzez zjawisko termicznie aktywowanej opóźnionej fluorescencji (TADF) oraz fosforescencji w temperaturze pokojowej (RTP). Fluorescencja jest procesem szybkim, jednak zużywamy na niego tylko jedną czwartą energii, którą do układu wprowadziliśmy. Z kolei fosforescencja jest procesem długotrwałym, natomiast pozwala na wykorzystanie całej energii wprowadzonej do układu. Problem leży w tym, że typowe emitery fosforescencyjne zawierają drogie metale ciężkie, takie jak iryd czy platyna. Naszym celem było uzyskanie materiałów bezpiecznych dla środowiska i łatwo dostępnych, które będą emitować światło z wykorzystaniem 100 proc. energii włożonej – mówi kierownik projektu.

Teoretycznie zastosowanie fluorescencji opóźnionej (TADF) pozwala na stworzenie cząsteczek organicznych o stuprocentowej wydajności. Ta część energii, która po wzbudzeniu cząsteczki jest wykorzystywana w procesie fosforescencji, następnie jest w układzie „zawracana” i ponownie wykorzystywana tym razem w procesie fluorescencji. Niestety w przypadku takich układów mamy szerokie widmo emisji, co jest wprawdzie możliwe do wykorzystania w oświetleniu, natomiast nie w przypadku wyświetlaczy. Dzięki zastosowaniu zjawiska fosforescencji w temperaturze pokojowej (RTP), uzyskujemy wąską emisję światła. Daje to możliwość opracowania wyświetlaczy o bardzo dobrym odwzorowaniu barw.

Obecnie jesteśmy na etapie patentowania uzyskanych wyników badań. Opracowujemy kolejne związki w celu uzyskania szerszej gamy kolorów i zwiększenia wydajności – podsumowuje kierownik projektu.

Joanna Laskowska