Новый гибкий органический светоизлучающий диод (OLED), который излучает теплый свет, похожий на свечу, практически не излучая синие волны, может найти место в гибком освещении и интеллектуальных дисплеях, которые можно использовать ночью, не нарушая биологические часы организма. Устройство, являющееся усовершенствованной версией устройства, недавно разработанного группой исследователей из Национального университета Цинхуа на Тайване, изготовлено из светоизлучающего слоя на слюдяной подложке, полностью не содержащей пластика.
Джво-Хуэй Джоу и Ин-Хао Чу из отдела материаловедения и инженерии Национального университета Цинхуа и его коллеги недавно запатентовали OLED, излучающие теплый белый свет. Тем не менее, эти более ранние устройства по-прежнему излучают нежелательный синий свет, который снижает выработку «гормона сна» мелатонина и, следовательно, может нарушать режим сна. Еще одна проблема заключается в том, что эти OLED были сделаны из твердых материалов и поэтому не были гибкими.
Слюда, природный слоистый минерал
Один из способов сделать OLED-дисплеи гибкими — наклеить их на пластиковую подложку, но большинство пластиков нельзя многократно сгибать, что является обязательным условием для реальных гибких приложений. Поэтому Джоу, Чу и их коллеги решили исследовать подложки из слюды, природного слоистого минерала, который можно расщепить на гибкие прозрачные листы.
Исследователи начали с нанесения прозрачной пленки оксида индия-олова (ITO) на лист слюды в качестве анода светодиода. Затем они смешали люминесцентный материал, Н, Н'-дикарбазол-1,1'-бифенил с красными и желтыми фосфоресцирующими красителями для изготовления светоизлучающего слоя устройства. Затем они поместили этот слой между электропроводящими растворами с анодом с одной стороны и алюминиевым слоем с другой, чтобы создать гибкий OLED.
Испытания показали, что при покрытии прозрачным проводником слюдяная подложка устойчива к искривлениям на 1/5 мм.-1 – рекордно высокий – и 50 000 циклов изгиба при радиусе изгиба 7.5 мм. OLED также обладает высокой устойчивостью к влаге и кислороду и имеет срок службы, который составляет 83% от аналогичных устройств на стекле.
«Романтический» свет
Новое устройство излучает яркий теплый свет при подаче постоянного тока. Этот свет содержит даже меньше синего света, чем естественный свет свечи, сообщают Джоу и Чу, а это означает, что предел воздействия для человека составляет 47 000 секунд по сравнению с 320 секундами для холодного белого аналога, согласно расчетам команды. Это означает, что человек, подвергающийся воздействию OLED в течение 1.5 часов, увидит, что его выработка мелатонина будет подавлена примерно на 1.6% по сравнению с 29% для компактной люминесцентной лампы холодного белого цвета за тот же период.
Толстые OLED-дисплеи также могут иметь высокую светоотдачу.
«Мы изготовили OLED, излучающий психологически теплый, но физически холодный, не обжигающий романтический свет, похожий на свечу, на гибкой слюдяной подложке с использованием нашей запатентованной технологии OLED свечей», — рассказывает Джоу. Мир физики. «Эта технология может предоставить дизайнерам и художникам больше свободы в разработке систем переменного освещения, которые подходят для разных пространств, благодаря их гибкости».
Теперь исследователи надеются сделать свои OLED полностью прозрачными. «При включении эти OLED-светодиоды со свечами можно было увидеть с обеих сторон», — говорит Чу.
Настоящая работа подробно описана в ACS Прикладные электронные материалы.
