ŚWIAT OLED

OLED (Organic Light-Emiting Diodes) to źródła światła, z którymi coraz częściej mamy do czynienia w życiu codziennym. OLED coraz częściej stosowane są np. w wyświetlaczach telefonów komórkowych czy w ekranach telewizorów. W diodach tych światło emitowane jest dzięki możliwościom specjalnie zaprojektowanych związków organicznych. Ta technologia ma wiele zalet, których nie miały znane od dawna diody LED. Barwy są żywsze i lepiej odwzorowane, kontrasty większe, wyświetlacze – mogą być giętkie, a materiały do produkcji urządzeń – mają z czasem szansę stać się tańsze. Obecnie OLEDy – chociaż mają wiele zalet – pozostawiają jeszcze wiele do życzenia.

Przejdźmy do projektu!

Komercyjnie stosowane emitery w materiałach typu OLED, składają się w głównej mierze z kompleksów metali szlachetnych. Sposoby ich uzyskiwania są nieprzyjazne środowisku, kompleksy są drogie i wykazują niską stabilność operacyjną, mówi dr Marcin Lindner z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie odpowiedzialny za projekt pn. „Synteza nowej klasy emiterów organicznych dla materiałów TADF OLED opartych na zakrzywionych fragmentach nanografenowych”.

Dlaczego sposoby uzyskiwania emiterów są nieprzyjazne dla środowiska?

Przede wszystkim ze względu na utylizację i kompleksy. Chcemy unikać metali ciężkich. Są drogie, więc chcemy przestawić się na technologię czysto organiczną (emitery organiczne).

Podejmuje się wiele wysiłków, aby wykorzystać cząsteczki organiczne emitujące światło w procesie opóźnionej fluorescencji (TADF), jako skuteczne i łatwo dostępne warstwy emisyjne dla urządzeń OLED.

W diodach OLED najnowszego typu wykorzystuje się efekt TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence). To mechanizm, który pozwala na efektywne pobudzenie cząstki do świecenia. Dzięki temu można kilkukrotnie zwiększyć wydajność zamiany energii elektrycznej na światło, dodaje naukowiec.

Wydajność kwantowa emiterów zależy od kilku, często sprzecznych parametrów fotofizycznych. Dotychczas zaprojektowane i przebadane cząsteczki organiczne były zorientowane na poprawę tylko jednego lub dwóch parametrów. Zaprojektowanie motywu strukturalnego pozwalającego na jednoczesne udoskonalenie wszystkich parametrów, wciąż pozostaje bardzo dużym wyzwaniem.

Co jest głównym celem projektu?

Głównie chodzi o syntezę emiterów, które bazują na strukturze zakrzywionych nanografenów (związki, które zawierają w sobie oprócz atomów węgla, również inne heteroatomy i mają skondensowane pierścienie, które poprawiają wiele właściwości). Mogę powiedzieć, że zaadaptowałem te nanografeny do tego, żeby mogły wypełniać wiele funkcji fotofizycznych niezbędnych do projektowania racjonalnych emiterów organicznych dla opóźnionej fluorescencji.

Celem jest opracowanie wydajnej i niedrogiej metodologii syntezy nanografenów. Ponadto, duży nacisk zostanie położony na zbadanie korelacji pomiędzy strukturami elektronowymi nanografenów, a ich właściwościami fotofizycznymi. Zastosujemy podejście teoretyczne, a także eksperymentalne.

Następnie zostaną przeprowadzone zaawansowane pomiary fotofizyczne w niskiej temperaturze, by zidentyfikować związki o najwyższej fotoaktywności zarówno w roztworze, jak i w ciele stałym.

Ostatnim z zadań będzie budowa wcześniej wspomnianych urządzeń TADF OLED zawierających emitery nanografenowe i określenie ich wydajności oraz stabilności.

Budowa urządzeń TADF to melodia przyszłości?

Zdecydowanie można patrzeć bardzo pozytywnie na budowę takich urządzeń z przekonaniem, że one powstaną. To wszystko zaczęło się w Japonii w 2012/13 roku, gdzie wspólnie z Koreą bardzo mocno zdominowały rynek przemysłu chętny do wykorzystywania nowych technologii. Europa idzie w dobrym kierunku. Dla mnie jako organika jest duże pole manewru.

Bardzo ważna jest także współpraca z dr inż. Przemysławem Datą z Politechniki Śląskiej. Jest znakomitym specjalistą w dziedzinie fizykochemii, a budowa urządzeń poprzez wykorzystanie emiterów nie jest mu obca.

Życzymy dalszych sukcesów!

Sebastian Wach