Affiche des couleurs plus brillantes grâce à un concept physique fondamental —


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    Une équipe de recherche de l’Université de Cologne (Allemagne) et de l’Université de St Andrews (Écosse) a montré dans une nouvelle étude comment un concept physique fondamental peut être utilisé pour augmenter la brillance des couleurs des écrans de smartphone, d’ordinateur ou de télévision sans réduction d’énergie efficacité. Les résultats ont été publiés dans Photonique de la nature.

    Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ont conquis le marché des écrans ces dernières années, des smartphones haute résolution aux écrans de télévision muraux. Cependant, l’industrie et la science sont confrontées à plusieurs défis dans la création de la prochaine génération d’appareils avec une saturation des couleurs, une luminosité et une efficacité encore plus élevées. Les molécules organiques à partir desquelles les OLED sont fabriquées ont des spectres d’émission intrinsèquement larges, une propriété qui limite l’espace colorimétrique disponible et la saturation des écrans haut de gamme. Des filtres de couleur ou des résonateurs optiques peuvent être utilisés pour rétrécir artificiellement les spectres d’émission des OLED afin de contourner ce problème. Cependant, cela se fait au détriment de l’efficacité ou conduit à une forte dépendance de la couleur perçue à l’angle de vision.

    Des chercheurs des deux universités ont maintenant montré qu’un principe scientifique fondamental – le couplage fort de la lumière et de la matière – peut être utilisé pour modifier les spectres d’émission des OLED tout en évitant le changement de couleur aux angles de vision obliques. Lorsque les photons (lumière) et les excitons (matière) présentent une interaction suffisamment importante les uns avec les autres, ils peuvent se coupler fortement, créant ce que l’on appelle des polaritons d’excitons. Le principe peut être comparé à l’énergie transférée entre deux pendules couplés, sauf qu’ici c’est à la fois la lumière et la matière qui se couplent et échangent continuellement de l’énergie. Ces polaritons finissent par émettre à nouveau de la lumière. En incorporant l’intégralité de l’empilement de couches de l’OLED entre des miroirs minces en matériaux métalliques, qui sont déjà largement utilisés dans l’industrie de l’affichage, le couplage entre la lumière et le matériau organique peut être considérablement amélioré. Jusqu’à présent, cependant, le couplage fort dans les OLED a inévitablement conduit à un faible rendement électrique. Pour éviter cela, les chercheurs ont ajouté un film mince séparé de molécules absorbant fortement la lumière similaires à celles déjà utilisées dans les cellules solaires organiques, mais pas dans les OLED. La couche supplémentaire a maximisé l’effet de couplage fort, mais sans réduire de manière significative l’efficacité des molécules électroluminescentes dans l’OLED.

    “En générant des polaritons, nous pouvons transférer certaines des propriétés avantageuses de la matière à nos OLED, y compris leur dépendance angulaire nettement inférieure, de sorte que l’impression de couleur d’un écran reste brillante et stable quelle que soit la perspective”, a déclaré le Dr Andreas Mischok, premier auteur de l’étude.

    Bien que les OLED à base de polariton aient été signalées dans le passé, leur efficacité énergétique et leur luminosité ont été faibles. Cela a empêché les applications pratiques et les a confinées principalement à la recherche fondamentale. Avec la nouvelle stratégie, l’équipe a maintenant réalisé avec succès des OLED à base de polariton à des niveaux d’efficacité et de luminosité adaptés à une application pratique pour la première fois.

    Le professeur Malte Gather, qui a dirigé l’étude, estime : « Avec une efficacité et une luminosité comparables aux OLED utilisées dans les écrans commerciaux, mais avec une saturation et une stabilité des couleurs considérablement améliorées, nos OLED à base de polaritons présentent un grand intérêt pour l’industrie des écrans. “

    La production à la demande et efficace d’un grand nombre de polaritons n’est pas seulement pertinente pour la prochaine génération d’écrans, mais peut également être utilisée pour un large éventail d’autres applications, des lasers à l’informatique quantique.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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