Les états hybrides de lumière et de matière peuvent significativement améliorer la luminosité des OLED

Le 24 février 2025 Cet article a été examiné conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en veillant à la crédibilité du contenu: vérification des faits publication avec comité de lecture source fiable relecture par Université de Turku. Des chercheurs ont développé un modèle théorique qui prédit une augmentation substantielle de la luminosité des diodes électroluminescentes organiques (OLED) en exploitant de nouveaux états quantiques appelés polaritons. L'intégration des polaritons dans les OLED nécessite efficacement la découverte de nouveaux matériaux, rendant la mise en œuvre pratique un défi passionnant. La technologie OLED est devenue une source de lumière commune dans une variété d'appareils d'affichage haut de gamme, tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les téléviseurs ou les montres connectées. Alors que les OLED transforment rapidement les applications d'éclairage avec leur flexibilité et leur respect de l'environnement, ils peuvent être assez lents à convertir le courant électrique en lumière, avec seulement 25% de chances d'émettre des photons de manière efficace et rapide. Cette dernière condition est importante pour augmenter la luminosité des OLED, qui ont tendance à être plus sombres que d'autres technologies d'éclairage. Des chercheurs de l'Université de Turku, en Finlande, et de l'Université Cornell, aux États-Unis, ont proposé un modèle prédictif pour résoudre ce problème. Leur recherche est publiée dans Advanced Optical Materials. Les OLED sont des composants électroniques fabriqués à partir de composés organiques à base de carbone qui produisent de la lumière lorsqu'un courant électrique leur est appliqué. Dans les écrans OLED, les pixels eux-mêmes émettent de la lumière, contrairement aux écrans à cristaux liquides, qui utilisent un rétroéclairage LED. Lorsqu'ils sont placés entre deux miroirs semi-transparents, les émetteurs organiques peuvent se coupler avec la lumière confinée, créant de nouveaux états hybrides de lumière et de matière appelés polaritons. En affinant ces états, il est possible de trouver un point idéal où les 75% d'états sombres restants commencent à devenir des polaritons lumineux à la place. " Bien que l'idée générale d'utiliser des polaritons dans la technologie OLED ne soit pas entièrement originale, une théorie examinant les limites des gains de performances faisait défaut jusqu'à présent. Dans ce travail, nous avons examiné attentivement où se trouve le point idéal des polaritons dans différents scénarios. « Nous avons constaté que la force de l'effet polaritonique sur les performances des OLED dépend du nombre de molécules couplées. Moins il y en a, mieux c'est », explique le professeur associé Konstantinos Daskalakis de l'Université de Turku. « Avec les molécules que nous avons étudiées et une seule molécule couplée, l'efficacité s'est nettement améliorée. Le taux de conversion du sombre au lumineux a augmenté jusqu'à un facteur impressionnant de 10 millions au mieux », explique le chercheur postdoctoral Olli Siltanen. Avec un grand nombre de molécules, l'effet polaritonique était négligeable. Par conséquent, le taux de conversion du sombre au lumineux des OLED actuels ne peut pas être amélioré simplement en les équipant de miroirs. « Le prochain défi est de développer des architectures possibles facilitant le couplage fort d'une seule molécule ou d'inventer de nouvelles molécules adaptées aux OLED à polaritons. Les deux approches sont difficiles, mais en fin de compte, l'efficacité et la luminosité des écrans OLED pourraient être considérablement améliorées », explique Daskalakis. L'adoption généralisée des OLED a été entravée par l'efficacité, mais plus important encore, par les limitations de luminosité, particulièrement en comparaison avec les LED inorganiques traditionnelles. Les résultats de cette étude ouvrent la voie, posant les bases pour des OLED non seulement plus efficaces, mais capables d'atteindre des niveaux de performance auparavant jugés impossibles. Plus d'informations: Olli Siltanen et al., Amélioration de l'efficacité des OLED à polaritons dans et au-delà du sous-espace à une seule excitation, Advanced Optical Materials (2025). DOI: 10.1002/adom.202403046 Informations sur le journal: Advanced Optical Materials Fourni par l'Université de Turku