मिशिगन विश्वविद्यालय के भौतिकविदों और इंजीनियरों के एक नवाचार के कारण, रोशनी जल्द ही पूरी तरह से कुशल कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड या ओएलईडी के पूर्ण रंग सूट का उपयोग कर सकती है, जो हजारों घंटों तक चलती है।

यू-एम टीम के नए फॉस्फोरसेंट ओएलईडी, जिन्हें आमतौर पर PHOLEDs कहा जाता है, समान गहरे नीले रंग उत्सर्जित करने वाले अन्य डिज़ाइनों की तुलना में 90% नीली रोशनी की तीव्रता को 10-14 गुना अधिक समय तक बनाए रख सकते हैं।इस तरह का जीवनकाल अंततः नीले PHOLEDs को रोशनी में व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए पर्याप्त मजबूत बना सकता है जो ऊर्जा विभाग के 50,000 घंटे के जीवनकाल लक्ष्य को पूरा करते हैं।स्थिर नीली PHOLED के बिना, OLED लाइट बनाने के लिए कम कुशल तकनीक का उपयोग करने की आवश्यकता होती हैसफ़ेद रोशनी.

नए नीले PHOLED का जीवनकाल वर्तमान में केवल प्रकाश व्यवस्था के रूप में उपयोग करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन टीवी, फोन स्क्रीन और कंप्यूटर मॉनीटर के लिए पर्याप्त टिकाऊ नीले PHOLED बनाने के लिए समान डिज़ाइन सिद्धांत को अन्य प्रकाश उत्सर्जक सामग्रियों के साथ जोड़ा जा सकता है।नीले PHOLEDs वाली डिस्प्ले स्क्रीन संभावित रूप से डिवाइस की बैटरी लाइफ को 30% तक बढ़ा सकती हैं।

पीटर ए. फ्रेंकेन विशिष्ट विश्वविद्यालय के स्टीफन फॉरेस्ट ने कहा, "लंबे समय तक चलने वाले नीले PHOLEDs को प्राप्त करना 20 वर्षों से अधिक समय से प्रदर्शन और प्रकाश उद्योग का ध्यान केंद्रित रहा है। यह संभवतः जैविक इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र के सामने सबसे महत्वपूर्ण और जरूरी चुनौती है।"मिशिगन विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर।वह अध्ययन के संबंधित लेखक भी हैं,"स्थिर नीले फॉस्फोरसेंट कार्बनिक एल ई डी जो पोलारिटोन-संवर्धित पर्सेल प्रभाव का उपयोग करते हैं",में प्रकाशितप्रकृति।

PHOLEDs में लगभग 100% आंतरिक क्वांटम दक्षता होती है, जिसका अर्थ है कि डिवाइस में प्रवेश करने वाली सारी बिजली का उपयोग प्रकाश बनाने के लिए किया जाता है।परिणामस्वरूप, PHOLEDs से सुसज्जित लाइटें और डिस्प्ले स्क्रीन कम बिजली और कार्बन उत्सर्जन के साथ अधिक समय तक चमकीले रंग चला सकते हैं।

यू-एम टीम के शोध से पहले, सबसे अच्छे नीले PHOLED प्रकाश या डिस्प्ले में उपयोग किए जाने के लिए पर्याप्त टिकाऊ नहीं थे।केवल लाल और हरे PHOLED ही आज उपकरणों में उपयोग करने के लिए पर्याप्त स्थिर हैं, लेकिन OLED "RGB" डिस्प्ले और सफेद OLED लाइट में रंगों की तिकड़ी को पूरा करने के लिए नीले रंग की आवश्यकता होती है।डिस्प्ले पिक्सल और लाइट पैनल में वांछित कोई भी रंग उत्पन्न करने के लिए लाल, हरी और नीली रोशनी को अलग-अलग सापेक्ष चमक पर जोड़ा जा सकता है।

अब तक, OLED डिस्प्ले में नीले रंगों का उत्पादन करने के लिए पुराने, फ्लोरोसेंट OLED का उपयोग किया गया है, लेकिन उस तकनीक की आंतरिक क्वांटम दक्षता बहुत कम है।केवल एक चौथाईफ्लोरोसेंट नीले उपकरण में प्रवेश करने वाले विद्युत प्रवाह से प्रकाश उत्पन्न होता है।

भौतिकी और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन के पहले लेखक हाओनान झाओ ने कहा, "डिस्प्ले उद्योग के कई समाधान फ्लोरोसेंट ओएलईडी में अपग्रेड हैं, जो अभी भी एक वैकल्पिक समाधान है।""मुझे लगता है कि अगर उनके पास विकल्प होता तो बहुत सी कंपनियां नीले PHOLED का उपयोग करना पसंद करतीं।"

नीली रोशनी बनाने के लिए, बिजली भारी धातु युक्त फॉस्फोरसेंट कार्बनिक अणुओं को उत्तेजित करती है।कभी-कभी, उत्तेजित अणु प्रकाश उत्सर्जित करने से पहले संपर्क में आते हैं, जिससे जोड़ी की सभी संग्रहीत ऊर्जा एक अणु में स्थानांतरित हो जाती है।चूँकि नीले प्रकाश की ऊर्जा इतनी अधिक होती है, हस्तांतरित ऊर्जा, जो एकल उत्तेजित अणु से दोगुनी होती है, रासायनिक बंधनों को तोड़ सकती है और इसे ख़राब कर सकती है।जैविक सामग्री.

इस समस्या को हल करने का एक तरीका उन सामग्रियों का उपयोग करना है जो रंगों के व्यापक स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन करते हैं, जो उत्तेजित अवस्था में ऊर्जा की कुल मात्रा को कम करता है।लेकिन ऐसी सामग्रियां गहरे नीले रंग की बजाय सियान या हरे रंग की दिखाई देती हैं।

यू-एम टीम ने दो दर्पणों के बीच सियान सामग्री रखकर इस समस्या का समाधान निकाला।दर्पणों के बीच की जगह को पूरी तरह से समायोजित करके, केवल सबसे गहरानीली रोशनीतरंगें बनी रह सकती हैं और अंततः दर्पण कक्ष से निकल सकती हैं।

आगे की ट्यूनिंगऑप्टिकल गुणआसन्न धातु इलेक्ट्रोड में कार्बनिक, प्रकाश उत्सर्जक परत ने एक नई क्वांटम यांत्रिक स्थिति पेश की जिसे प्लास्मोन-एक्सिटॉन-पोलरिटोन या पीईपी कहा जाता है।यह नई अवस्था कार्बनिक पदार्थ को बहुत तेजी से प्रकाश उत्सर्जित करने की अनुमति देती है, जिससे उत्तेजित अवस्थाओं के टकराने और प्रकाश उत्सर्जित करने वाली सामग्री को नष्ट करने का अवसर कम हो जाता है।

"हमारे डिवाइस में, पीईपी पेश किया गया है क्योंकिउत्साहित राज्यइलेक्ट्रॉन परिवहन सामग्री में के साथ सिंक्रनाइज़ होते हैंप्रकाश तरंगोंऔर धातु कैथोड में इलेक्ट्रॉन कंपन," अध्ययन के सह-लेखक क्लेयर अर्नेसन, भौतिकी और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र ने कहा।