Появата на дисплеите от следващо поколение с органични светодиоди бе възпрепятствана от невъзможността да се увеличи яркостта, без да се намали електрическата ефективност. Учени от Германия и Шотландия намериха начин да заобиколят този проблем, прилагайки фундаментални научни принципи. Авторите на разработката се надяват, че техните изследвания ще доведат не само до ново поколение дисплеи на базата на органични светодиоди, но и ще разширят използването на лазерите и квантовите компютри.
Органичните светодиоди се състоят от тънък въглероден полупроводников слой, който излъчва светлина при подаване на електричество към електродите. Принципът е подобен на LCD, но вместо „n“ и „p“ полупроводникови слоеве се използват органични молекули, които генерират електрони, отбелязва изданието New Atlas.
Обикновената OLED матрица се състои от шест слоя. Отгоре и отдолу има защитни слоеве от стъкло или пластмаса. Между тях са разположени катоди и аноди, между които има още два слоя от органични молекули. Органичните молекули имат широк спектър на излъчване, който влияе на техните характеристики, ограничавайки избора на достъпните цветове и наситеност за днешните дисплеи. Цветните филтри и оптичните резонатори могат изкуствено да стеснят спектъра на излъчване, но това намалява енергийната ефективност.
Експерти от Университета в Кьолн и Университета в Сейнт Андрюс решиха да преодолеят тази трудност, като използват фундаментален научен принцип: силната връзка между светлината и материята.
„Когато фотоните (светлината) и екситоните (материята) проявяват достатъчно взаимодействие помежду си, те могат да образуват силна връзка, създавайки така наречените екситонни поляритони“, обясняват учените. „Този принцип може да се сравни с преноса на енергия между две свързани махала, с тази разлика, че светлината и материята са свързани и непрекъснато обменят енергия“.
Изследователите откриха, че ако поставят OLED между тънки огледала, направени от метала, който обикновено се използва при производството на дисплеи, връзката между светлината и органичния материал значително се подобрява. И за да избегнат намаляването на електрическата ефективност, те са добавили тънък слой от поглъщащи светлината молекули. Този слой укрепва връзката между светлината и материята. Това дава възможност за създаването на OLED дисплеи от съвсем нов тип.