Inovasi OLED Biru “Murni” yang Efisien dan Tahan Lama

Berita Baru , Jepang –  Para peneliti di Jepang telah menemukan solusi panjang OLED pada layar yang menggunakan dioda pemancar cahaya organik, yaitu dengan mengembangkan sumber cahaya biru dengan kinerja yang sangat baik dari yang warna merah dan hijau.

Dilansir dari Eurekalert.com , Dengan membagi proses konversi dan emisi energi antara dua molekul, para peneliti berhasil menemukan perangkat yang menghasilkan emisi warna biru murni dengan efisiensi tinggi.

Hal ini dicapai dengan mempertahankan kecerahan untuk waktu yang relatif lama, dan tidak menggunakan atom logam yang mahal. Hal ini dinlai sebagai serangkaian sifat industri yang sejauh ini sulit dicapai  untuk didapat secara bersamaan.

Dioda pemancar cahaya organik (OLED) Dikenal karena warnanya yang cerah dan kemampuannya untuk membentuk perangkat yang tipis dan bahkan fleksibel. OLED bekerja menggunakan molekul yang mengandung karbon untuk mengubah listrik menjadi cahaya.

Tidak seperti teknologi LCD yang menggunakan kristal cair untuk secara selektif memblokir emisi dari cahaya latar yang difilter dan mencakup banyak piksel, yaitu piksel pemancar merah, hijau, dan biru yang terpisah dari layar. OLED dapat dihidupkan dan dimatikan sepenuhnya secara individual, menghasilkan warna hitam yang lebih pekat dan mengurangi konsumsi daya.

Namun, OLED warna biru saat ini pada dasarnya khususnya telah menjadi penghambat dalam hal efisiensi dan stabilitas.

“Saat ini emakin banyak pilihan tersedia untuk OLED merah dan hijau dengan kinerja yang sangat baik. Tetapi perangkat yang memancarkan cahaya biru berenergi tinggi masih merupakan tantangan, dengan pengorbanan yang hampir selalu terjadi antara efisiensi, kemurnian warna, biaya, dan masa pakai,” kata Chin- Yiu Chan, seorang peneliti di Kyushu University’s Center for Organic Photonics and Electronics Research (OPERA) dan penulis studi yang melaporkan hasil di Nature Photonics, Pada Senin (04/01).

Meskipun pemancar biru stabil berdasarkan proses yang dikenal sebagai fluoresensi sering digunakan dalam tampilan layar komersial, OLED biru mengalami efisiensi maksimum yang rendah.

Pemancar berpendar dapat mencapai efisiensi kuantum ideal 100%, tetapi umumnya menunjukkan masa pakai operasional yang lebih pendek dan pada dasarnya membutuhkan logam mahal seperti iridium atau platinum.

Sebagai alternatif, para peneliti OPERA ini telah mengembangkan molekul yang memancarkan cahaya berdasarkan proses fluoresensi tertunda yang diaktifkan secara termal, biasanya disingkat TADF. Dimana ini dapat mencapai efisiensi yang sangat baik tanpa atom logam tetapi sering kali menunjukkan emisi yang mengandung rentang warna yang lebih luas.

“Rentang warna yang dapat dihasilkan layar berhubungan langsung dengan kemurnian piksel merah, hijau, dan biru,” jelas Chihaya Adachi, direktur OPERA. “Jika emisi biru tidak murni dengan spektrum sempit, filter diperlukan untuk meningkatkan kemurnian warna, tetapi ini akan membuang energi yang dipancarkan.” Tambah Chihaya.

Kelompok Takuji Hatakeyama di Universitas Kwansei Gakuin baru-baru ini melaporkan jalur yang menjanjikan untuk mengatasi masalah kemurnian berdasarkan desain molekul unik untuk pemancar TADF biru murni yang sangat efisien. Molekul tersebut, bernama ν-DABNA, dengan cepat terdegradasi saat beroperasi.

Berkolaborasi dengan Hatakeyama, para peneliti OPERA sekarang telah menemukan bahwa masa hidup dapat sangat ditingkatkan sambil tetap memperoleh emisi sempit dengan menggabungkan ν-DABNA dengan molekul TADF tambahan yang dikembangkan di OPERA sebagai konverter energi kecepatan tinggi menengah.

“Dibandingkan dengan kebanyakan pemancar, panjang gelombang yang dapat diserap ν-DABNA sangat dekat dengan warna yang dipancarkannya. Sifat unik ini membuatnya dapat menerima banyak energi dari perantara emisi lebar dan masih memancarkan warna biru murni,” kata Chan.

Dengan menggunakan pendekatan dua molekul ini, yang disebut hyperfluorescence, para peneliti mencapai masa pakai operasional yang lebih lama pada kecerahan tinggi daripada yang dilaporkan sebelumnya untuk OLED yang sangat efisien yang memiliki kemurnian warna serupa.

“Bahwa pendekatan semacam ini dapat memperpanjang umur emisi biru murni dari molekul yang kami kembangkan sebelumnya benar-benar menarik,” kata Hatakeyama.

Dengan mengadopsi struktur tandem yang pada dasarnya menumpuk dua perangkat di atas satu sama lain untuk secara efektif menggandakan emisi untuk arus listrik yang sama, masa pakai hampir dua kali lipat pada kecerahan tinggi, dan para peneliti memperkirakan bahwa perangkat dapat mempertahankan 50% kecerahannya selama lebih dari 10.000 jam pada intensitas yang lebih sedang.

“Meskipun ini masih terlalu singkat untuk aplikasi praktis, kontrol kondisi fabrikasi yang lebih ketat sering kali menyebabkan masa pakai yang lebih lama, jadi hasil awal ini menunjukkan masa depan yang sangat menjanjikan bagi pendekatan ini untuk akhirnya mendapatkan OLED biru murni yang efisien dan stabil,” kata Adachi.

“Dalam waktu dekat, saya berharap OLED hiperfluoresensi biru dapat menggantikan OLED biru saat ini untuk tampilan ultra-definisi tinggi,” tambah aplikasi Chan.

“ Kontrol kondisi fabrikasi yang lebih ketat sering kali menghasilkan masa pakai yang lebih lama, sehingga hasil awal ini menunjukkan masa depan yang sangat menjanjikan untuk pendekatan ini untuk akhirnya mendapatkan OLED biru murni yang efisien dan stabil, “kata Adachi.

“Dalam waktu dekat, saya berharap OLED hyperfluorescence biru yang baru ini dapat menggantikan OLED biru saat ini untuk tampilan ultra-high-definition,” tambah Chan.