une, schémas de principe du processus de fabrication du dispositif d'émission de polarisation circulaire (i, le 1er frottement d'AL22636 enduit sur CuPc. ii, revêtement par centrifugation et séchage de la couche F8BT et iii, frotter le F8BT (2ème frottement) avec un sens différent du 1er frottement. iv, revêtement d'adhérence optique (NOA) sur les F8BT et v frottés, recuit thermique de l'échantillon à la température cristalline liquide du F8BT. vi, refroidir l'échantillon et décoller NOA et vii, Dépôt TPBi/LiF/Al sous vide, séquentiellement. Une image AFM et l'image correspondante transformée de Fourier montrent la 2ème surface frottée du F8BT. Ici, la barre d'échelle représente 5 µm et les flèches indiquent les directions de frottement). b, schéma de principe de l'émission simultanée à main orthogonale en polarisation circulaire à partir d'une seule couche émettrice. La surface AL22636 à frottement multidirectionnel et la surface F8BT à frottement unidirectionnel produisent les structures torsadées inversées. c, textures microscopiques et d, Textures PL sous polariseurs circulaires LH (image du haut) et RH (image du bas). e, les spectres CPEL pour le 1er (spectres du haut) et le 2e (spectres du bas) quadrants de l'échantillon comme en c. Tous les spectres mesurés sans polariseur circulaire, et avec les polariseurs circulaires LH et RH sont présentés par le noir (IT), rouge (IL), et des lignes continues bleues (IR), respectivement. Crédit :par Kyungmin Baek, Dong Myung Lee, Yu Jin Lee, Hyunchul Choi, Jeongdae Seo, Inbyeong Kang, Chang Jae Yu, et Jae Hoon Kim
Le contrôle de la polarisation de la lumière est une caractéristique clé pour les écrans, stockage optique de données, informations quantiques optiques, et la détection de la chiralité. En particulier, l'émission directe de lumière polarisée circulairement (CP) a suscité un grand intérêt en raison des performances améliorées des écrans tels que les diodes électroluminescentes organiques (OLED) et les sources lumineuses pour caractériser la structure secondaire des protéines. Pour produire réellement de la lumière CP, la couche luminescente doit contenir des caractéristiques chirales, qui peut être atteint, par exemple, en décorant les luminophores avec des matériaux chiraux ou en dopant des molécules chirales dans des matériaux achiraux. Cependant, une telle chiralité de la couche luminescente permet de générer un seul type de lumière CP dans un dispositif entier car il est difficile de contrôler spatialement le sens chiral.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et application , scientifiques du Département de génie électronique, Université Hanyang, La République de Corée a fait la démonstration d'un dispositif émettant simultanément avec une main orthogonale en polarisation circulaire à partir d'un luminophore achiral avec une phase cristalline liquide (LC). En frottant des alignements de luminophores dans ses surfaces supérieure et inférieure dans des directions différentes, la couche luminescente est tordue en continu et ainsi la lumière passant à travers la couche luminescente ressort sous forme de lumière CP droite (RH) ou gauche (LH) sans aucune partie chirale. Plus intéressant, ce sens chiral de torsion est déterminé par les directions de frottement dans ses surfaces supérieure et inférieure. Par conséquent, en générant des alignements multiples dans la surface inférieure du luminophore achiral et un alignement unidirectionnel dans sa surface supérieure, un dispositif électroluminescent à main orthogonale en polarisation circulaire a été mis en œuvre avec un seul luminophore achiral. Cette démonstration expérimentale met en évidence la faisabilité de la source lumineuse à multi-polarisation, y compris les états CP orthogonaux, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles applications dans les biocapteurs ainsi que dans les dispositifs optiques tels que les OLED.
Dans un OLED classique, puisqu'un polariseur circulaire devant le panneau OLED est inévitablement nécessaire pour empêcher la réflexion de la lumière ambiante d'une électrode métallique, seule la moitié de la lumière extraite du panneau OLED atteint l'œil. Par conséquent, l'émission directe de lumière CP à partir d'un OLED avec la même maniabilité que celle du polariseur circulaire devant le panneau OLED peut augmenter l'efficacité de la lumière émise. OLED hautement efficace est mis en œuvre en générant directement un degré élevé de lumière CP, qui est obtenu à partir d'une structure torsadée du luminophore LC. Le sens tordu du luminophore LC était régi par la production des différentes conditions aux limites dans ses surfaces supérieure et inférieure. En outre, le degré de lumière CP dans le luminophore tordu a été théoriquement calculé sur la base de l'analyse de la matrice de Mueller et un mécanisme d'émission de lumière CP a été confirmé. Ces scientifiques résument les réalisations scientifiques de leur dispositif électroluminescent CP :
"Pour la première fois, nous avons démontré des émissions directes de lumière CP en utilisant un polymère conjugué achiral torsadé sans aucun composant chiral en introduisant différentes conditions aux limites dans les surfaces supérieure et inférieure du polymère. En modelant différentes directions d'alignement sur l'une de ses surfaces polymères, une lumière CP à motifs avec divers états de polarisation peut être obtenue grâce au processus de fabrication proposé ici. Aussi, la limitation de torsion du polymère par les conditions aux limites de surface a été systématiquement analysée sur la base du modèle d'énergie d'ancrage surfacique, et le degré de lumière CP a été calculé théoriquement sur la base de l'analyse matricielle de Mueller."
"Le processus de fabrication et l'analyse théorique proposés ici mettent l'accent sur la faisabilité de la source lumineuse à multi-polarisation, y compris les états CP orthogonaux, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles applications dans les biocapteurs ainsi que les dispositifs optiques tels que les OLED, ", prédisent les scientifiques.
