Een nieuwe doorbraak op het gebied van OLED-technologie betekent dat we hopelijk in de nabije toekomst te maken krijgen met smartwatches met een langere batterijduur, energie-efficiëntere tv's en over het algemeen gewoon fellere displays.
De doorbraak hebben we te danken aan onderzoekers van de Universiteit van Cambridge en de Technische Universiteit Eindhoven. Het onderzoek heeft te maken met 'chiral semiconductors'.
De onderzoekers hebben ontdekt dat deze semiconductors "recordbrekende" helderheid en efficiëntie kunnen bieden en dat kan natuurlijk een grote impact hebben op allerlei apparaten met OLED-displays, van de kleinste smartwatches tot de grootste OLED TV's.
Hoe het werkt
Een van de dingen die het meeste energie verbruikt bij displays, is het gebruik van polarisatielagen. Die lagen worden in OLED TV's over het algemeen gebruikt om het lekken van 'ambient light' te verminderen en ze zorgen voor het zeer precieze contrast waar de technologie bekend om staat. Bij dit filtratieproces wordt er echter veel licht geabsorbeerd. Het bedrijf American Polarizers Inc zegt bijvoorbeeld dat elke polarisator meer dan 50% van het licht dat erdoorheen gaat absorbeert. Dat betekent dat er veel energie verloren gaat.
Bij deze nieuwe technologie werkt het anders, omdat deze voor zijn eigen polarisatie zorgt.
Volgens de Technische Universiteit Eindhoven straalt de semiconductor die de onderzoekers hebben ontwikkeld zijn eigen circulair gepolariseerde licht uit dat "informatie bevat over de 'links- of rechtshandigheid’ van elektronen". De gebruikelijke silicium semiconductors zijn symmetrisch, maar 'chiral' moleculen zijn "links- of rechtshandig" en zijn gespiegeld ten opzichte van elkaar. Het bekendste voorbeeld van zo'n structuur is te vinden in DNA, waar het de dubbele helix vormt.
Het is gebleken dat het erg lastig is om chiral semiconductors te maken, maar de onderzoekers hebben dus toch een manier gevonden. Ze hebben inspiratie gehaald uit de natuur en rechts- en linkshandige spiraalvormige kolommen gemaakt van stapels van halfgeleidende moleculen. Die kolommen kunnen dus de beste OLED TV's, de beste smartwatches en alles daartussen met een display gaan transformeren.
Professor Sir Richard Friend van de Universiteit van Cambridge, een co-leider van het onderzoek, geeft aan: "In tegenstelling tot rigide anorganische semiconductors, bieden moleculaire materialen een ongelofelijke flexibiliteit – wat ons in staat stelt om volledig nieuwe structuren te ontwerpen, zoals chiral LED's. Het is alsof we werken met een Lego-set met elke soort vorm die je maar kan bedenken, in plaats van met simpelweg rechthoekige steentjes."
De semiconductor die het team heeft ontworpen is gebaseerd op een materiaal dat bekend staat als 'triazatruxene', of TAT in het kort. Het materiaal vormt zelf een helix en elektronen kunnen er in een spiraal omheen. De universiteit omschrijft het eigenlijk als de kop van een schroef.
Die structuren kunnen verwerkt worden in OLED-panelen, zoals een van de auteurs, Rituparno Chowdhury van Cambridge’s Cavendish Laboratory, uitlegt. "We hebben in principe het standaard recept voor het maken van OLED's zoals die in onze smartphones aangepast, waardoor we een chirale structuur in een stabiele, niet-kristalliserende matrix konden vastzetten."
De circulaire, gepolariseerde LED's demonstreerden "recordbrekende efficiëntie, helderheid en polarisatie, wat ze de beste van hun soort maakt," gaf de Technische Universiteit Eindhoven aan.
Het zal wel nog jaren duren voordat we deze technologie ook echt in de beste tv's terug zullen zien. Toch is het een grote doorbraak die overigens niet alleen relevant is voor de toekomst van tv's en andere elektronische apparaten. Volgens de Technische Universiteit Eindhoven heeft de technologie ook grote implicaties voor 'quantum computing' en wat bekendstaat als "spintronics": een onderzoeksgebied waarbij de rotaties van elektronen gebruikt wordt om informatie op te slaan en verweken. Dat zou ooit kunnen leiden tot snellere en veiligere computers.
