Sebuah tim peneliti dari Jepang telah mengembangkan teknik spektroskopi baru yang berpotensi meningkatkan masa pakai dan efisiensi perangkat OLED (Organic Light-Emitting Diode). Temuan ini membuka peluang besar bagi perkembangan teknologi layar yang lebih baik di masa depan.
OLED telah menjadi komponen kunci dalam berbagai perangkat modern, mulai dari smartphone lipat hingga televisi ultra-tipis. Teknologi ini menawarkan sejumlah keunggulan dibandingkan teknologi layar lainnya, seperti fleksibilitas, iluminasi mandiri, bobot ringan, dan rasio kontras tinggi.
Namun, tantangan utama dalam pengembangan OLED adalah degradasi lapisan organik yang terjadi seiring waktu. Hal ini membatasi umur pakai dan efisiensi perangkat. Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Takayuki Miyamae dari Universitas Chiba, Jepang, menggunakan metode spektroskopi nonlinier orde kedua yang disebut sum-frequency generation (SFG).
Teknik SFG memungkinkan para ilmuwan mengamati properti vibrasi dan elektronik pada antarmuka dalam OLED yang sedang beroperasi. Hal ini memberikan wawasan baru tentang perilaku perangkat dalam kondisi nyata.
"Kami meneliti perbedaan intensitas medan listrik di dalam perangkat OLED berdasarkan ketergantungan spektra ESFG pada tegangan yang diterapkan. Ini menjelaskan peran perbedaan kekuatan medan yang mempengaruhi kemudahan aliran muatan internal dan karakteristik emisi cahaya untuk pertama kalinya," jelas Prof. Miyamae.
Tim peneliti menggunakan tiga jenis OLED multilayer dengan kombinasi lapisan organik yang berbeda. Mereka mengamati perubahan intensitas sinyal spektral saat menerapkan tegangan pada perangkat OLED. Perubahan ini terkait dengan perubahan medan listrik dan perilaku muatan di dalam OLED.
Ketika tegangan diterapkan, intensitas sinyal spektral meningkat pada pita serapan material transport hole (pembawa muatan positif di dalam OLED), dan intensitas sinyal menurun pada pita serapan lapisan pemancar cahaya. Ini menunjukkan bahwa aliran muatan internal di antara lapisan organik dalam OLED berbeda-beda, menyebabkan perubahan spektra.
Peneliti juga menerapkan tegangan pulsa gelombang persegi pada perangkat untuk mempelajari bagaimana medan listrik yang terbentuk di dalamnya bervariasi seiring waktu. Mereka menemukan bahwa penambahan BAlq (material yang digunakan untuk transport elektron dalam OLED) mengubah posisi di mana cahaya dipancarkan dalam OLED. Pergeseran emisi ini mempengaruhi warna dan bentuk cahaya yang dipancarkan, serta efisiensi perangkat dalam mengubah listrik menjadi cahaya.
"Teknik ESFG merupakan pendekatan spektroskopi yang baru, sangat efektif, non-destruktif, dan non-invasif untuk memeriksa pembentukan medan listrik yang disebabkan oleh muatan yang diinjeksikan dalam perangkat film tipis padat," ungkap Prof. Miyamae.
Dengan teknik ini, para ilmuwan material kini dapat merancang OLED dengan umur perangkat yang lebih panjang, efisiensi energi yang lebih baik, dan pengurangan biaya. Hal ini pada akhirnya akan meningkatkan penggunaan perangkat organik ultra-tipis dalam kehidupan sehari-hari kita.
Lebih lanjut, Prof. Miyamae menambahkan, "Penelitian ini dapat sangat memperpendek dan merasionalisasi riset pengembangan material, yang saat ini melakukan proses coba-coba dan verifikasi degradasi jangka panjang untuk menilai efisiensi dan masa pakai perangkat."
Temuan ini membuka jalan bagi perkembangan teknologi layar yang lebih baik di masa depan. Dengan pemahaman yang lebih mendalam tentang perilaku muatan dalam OLED, para peneliti dan produsen dapat menciptakan perangkat yang lebih tahan lama, efisien, dan terjangkau.
