Les scientifiques développent une nouvelle méthode pour rendre les écrans plus lumineux et plus efficaces

• La nouvelle technique peut rendre les écrans OLED plus lumineux, avec un meilleur contraste et une durée de vie plus longue.
• Cela implique de modifier la chimie des matériaux OLED de manière à produire une lumière polarisée unique qui peut contourner le filtre anti-éblouissant de l'écran.

Les écrans modernes des smartphones, tablettes, ordinateurs portables et téléviseurs sont éclairés par de minuscules dispositifs appelés diodes électroluminescentes organiques (OLED). Ces diodes sont constituées d'une couche de composé organique qui émet de la lumière en réponse à un courant électrique.

Pour rendre ces écrans bien visibles par une belle journée ensoleillée, ils sont recouverts d'un filtre anti-éblouissant. En raison de la mécanique de filtrage des filtres anti-éblouissants, environ 50 % de la lumière produite par chaque pixel OLED reste piégée à l'intérieur de l'écran, réduisant de moitié l'efficacité énergétique de la diode.

Pour augmenter la convivialité - l'affichage numérique ne serait pas populaire s'il ne pouvait pas être utilisé à l'extérieur - les fabricants OLED font des compromis avec l'efficacité énergétique de l'appareil. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Imperial College de Londres ont développé une nouvelle méthode qui peut rendre les écrans OLED plus lumineux, avec un meilleur contraste et une durée de vie plus longue.

La nouvelle méthode consiste à modifier la chimie des matériaux OLED de manière à générer une lumière polarisée unique qui peut contourner le filtre anti-éblouissant. Les écrans fabriqués avec de tels matériaux seraient plus économes en énergie et auraient une empreinte carbone plus faible.

Le contrôle de la dissymétrie de la lumière polarisée circulairement pourrait révolutionner les affichages des appareils électroniques. L'une des techniques émergentes pour induire une électroluminescence polarisée circulairement à partir de la couche active des OLED consiste à mélanger des polymères achiraux avec des additifs de molécules chirales. Dans ce cas, le signe de la lumière polarisée circulairement est contrôlé par la stéréochimie absolue de la molécule.

Référence :ACS Nano | DOI :10.1021/acsnano.9b02940 | Collège impérial de Londres

Les chercheurs ont soigneusement analysé ces systèmes et démontré qu'il est possible d'obtenir à la fois une luminosité et des diodes électroluminescentes polymères à polarisation circulaire efficaces.

Image microscopique de couches chirales de polymères à base de carbone pour LED | Source : Imperial College de Londres

La luminosité et l'efficacité sont obtenues grâce à une interaction entre l'amplification ou l'inversion de la lumière polarisée circulairement à travers un milieu chiral et l'émission polarisée circulairement localisée provenant de la chiralité moléculaire.

Ils ont lié la caractérisation électronique, spectroscopique et morphologique en couches minces à des études théoriques pour fournir des informations sur les mécanismes qui conduisent à la luminescence à polarisation circulaire et aux OLED hautes performances.

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Autres applications

Bien que l'étude se soit principalement concentrée sur les écrans OLED, les chercheurs ont rapidement remarqué que leur méthode pouvait également être utilisée dans d'autres applications. La lumière polarisée produite par le nouveau matériau peut être utilisée pour le stockage de données, la surveillance de l'environnement, le calcul quantique optique, le cryptage et la transmission d'informations, ainsi que la biodétection.