OLED được sử dụng rộng rãi trong màn hình điện thoại, tivi, máy tính xách tay, thậm chí cả kính thực tế ảo. Chúng tạo ra hình ảnh tươi sáng, đầy màu sắc và cho phép thiết kế mỏng, đẹp mắt. Nhưng OLED trắng, vốn cần thiết cho chiếu sáng và đèn nền, lại có một vấn đề lớn: chúng tiêu thụ quá nhiều điện năng.

Điều này chủ yếu là do việc tạo ra ánh sáng xanh lam (một thành phần quan trọng của ánh sáng trắng) đòi hỏi rất nhiều năng lượng. Do đó, OLED trắng không lý tưởng cho các thiết bị di động, như đồng hồ thông minh hoặc các thiết bị chạy bằng pin.

Giờ đây, nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Seiichiro Izawa từ Viện khoa học Tokyo dẫn đầu đã thay đổi điều đó. Công trình của họ được công bố ngày 24/7/2025 trên tạp chí Hóa học Vật liệu C, cho thấy cách họ phát triển màn hình OLED trắng hoạt động hiệu quả ở điện áp thấp hơn nhiều.

Chìa khóa thành công của họ nằm ở kỹ thuật đặc biệt gọi là tiêu hủy bộ ba-bộ ba (TTA). Cách thức hoạt động như sau: khi dòng điện chạy qua OLED, nó tạo ra năng lượng dưới dạng “trạng thái bộ ba”. Các trạng thái này có thể va chạm và kết hợp để tạo ra “trạng thái đơn”, giải phóng ánh sáng xanh lam. Cách này sử dụng ít điện áp hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống.

Nhưng chỉ riêng ánh sáng xanh lam không tạo ra màu trắng. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã thêm hai vật liệu, gọi là chất pha tạp vào lớp phát sáng của OLED, một vật liệu phát ra ánh sáng xanh lam và một vật liệu phát ra ánh sáng vàng.

Khi được pha trộn với lượng thích hợp, ánh sáng xanh lam và ánh sáng vàng kết hợp với nhau để tạo ra màu trắng đối với mắt người. Nhóm nghiên cứu sử dụng vật liệu gốc perylene (Tbpe) cho màu xanh da trời và rubrene cho màu vàng.

Bằng cách điều chỉnh cẩn thận tỉ lệ các chất pha tạp, các nhà nghiên cứu có thể tinh chỉnh màu sắc sau cùng để tạo ra ánh sáng trắng tinh khiết, đồng thời giữ điện áp hoạt động dưới 1,5 vôn, đủ dùng bằng một viên pin khô tiêu chuẩn. Đây là điện áp thấp nhất từng được ghi nhận với màn hình OLED trắng, cải tiến lớn so với OLED trắng hiện nay, thường cần hơn 2,5 vôn để hoạt động.

Tiến bộ này có thể dẫn đến các loại màn hình và thiết bị chiếu sáng mới tiết kiệm năng lượng, đặc biệt là thiết bị điện tử cầm tay và thiết bị đeo. Mặc dù vẫn còn những thách thức như cải thiện hiệu suất và độ ổn định màu sắc lâu dài, nghiên cứu này đánh dấu bước tiến thú vị hướng tới công nghệ xanh hơn, nơi màn hình chất lượng cao không tiêu tốn quá nhiều điện năng.