Pouze asi 25 % energie se dnes přemění na okamžité vyzáření fotonů – klíčový faktor pro jasnější obraz. Zbylých 75 % končí v tzv. tmavých, neemitujících stavech. Právě tuto neefektivitu se nyní podařilo zásadně zlomit vědcům z University of Turku ve Finsku a Cornell University v USA. Výsledkem je potenciální desetimilionové zvýšení účinnosti.

Zdroj: Shutterstock

Věda za OLED technologiemi a polaritony

OLED displeje využívají organické uhlíkové sloučeniny, které svítí při průchodu elektrického proudu. Na rozdíl od LCD, které potřebuje podsvícení, OLEDy svítí samy o sobě – což znamená lepší kontrast, flexibilitu a tenčí konstrukci.

Nový přístup vědců staví na jevu zvaném polaritony – hybridní stavy mezi světlem a hmotou, které vznikají, když se světlo uzavřené mezi dvěma polopropustnými zrcadly dostane do interakce s molekulami OLED vrstvy.

Pokud se tyto stavy pečlivě nastaví, je možné přeměnit i doposud nevyužívané „tmavé“ stavy na světlo – a tím dramaticky zvýšit účinnost panelů.

„Obecně se o využití polaritonů v OLED mluví už nějakou dobu. Ale dosud chyběl teoretický rámec, který by zmapoval hranice toho, jaký přínos můžeme čekat,“ vysvětluje docent Konstantinos Daskalakis z University of Turku.

Desetimilionové zlepšení účinnosti: Není to žádné sci-fi

Podle studie, která byla zveřejněna v prestižním časopise Advanced Optical Materials, vědci zjistili, že čím méně molekul je v interakci s polaritonem, tím silnější je efekt.

„U případů, kdy byl zapojen jediný molekulární pár, jsme pozorovali až 10milionové zvýšení účinnosti přeměny tmavého stavu na světlý,“ říká postdoktorand Olli Siltanen.

To je nesmírně důležitý poznatek – současné OLEDy se totiž skládají z velkého množství molekul, a při takovém množství je efekt polaritonů téměř nulový. Pouhé přidání zrcadel tedy nestačí.

Budoucí vývoj proto stojí na dvou možnostech:

1. Navrhnout OLED architektury, které umožní silnou vazbu na úrovni jedné molekuly
2. Vytvořit nové organické sloučeniny, které budou na polaritonový efekt optimalizované

Obě cesty jsou podle autorů náročné, ale slibují výsledky, které by mohly překonat dnešní limity OLED technologii.

Proč na tom záleží: Světlejší, úspornější a trvalejší displeje

OLED technologie je sice atraktivní, ale často zůstává méně jasná než tradiční LED podsvícené panely. To omezuje její použití například na přímém slunci nebo u velkoformátových obrazovek.

Navíc vyšší jas často znamená vyšší spotřebu a zkrácení životnosti displeje. Právě v tomto ohledu může objev polaritonového vylepšení způsobit zásadní posun v celém odvětví.

Pokud by se podařilo tyto výsledky převést do reálné výroby, mohli bychom se dočkat OLED obrazovek, které budou:

• Výrazně jasnější bez vyšší spotřeby
• Odolnější proti vypalování pixelů
• Úspornější a šetrnější k baterii u mobilních zařízení
• Lepší alternativou i pro velké televize a externí monitory

Výzkum vědců z Finska a USA představuje jeden z nejvýznamnějších pokroků v oblasti OLED technologií za poslední roky. Ačkoliv jsme zatím jen u teoretických a laboratorních výsledků, jasný směr vývoje už je daný.

Teď bude záležet na tom, zda se podaří vyvinout nové materiály a konstrukce, které dokážou efekt polaritonů využít v praxi.