Con solo un pequeño ajuste, los investigadores de la Universidad de Kyushu aumentaron en gran medida la vida útil del dispositivo de los diodos orgánicos emisores de luz OLED que utilizan una clase de moléculas desarrolladas recientemente para convertir la electricidad en luz con el potencial de una mayor eficiencia a un menor costo enfuturas exhibiciones e iluminación.
Las modificaciones implementadas fácilmente también pueden aumentar potencialmente la vida útil de los OLED que se usan actualmente en pantallas de teléfonos inteligentes y televisores de pantalla grande.
Los OLED típicos consisten en múltiples capas de películas orgánicas con varias funciones. En el núcleo de un OLED hay una molécula orgánica que emite luz cuando un electrón con carga negativa y un agujero con carga positiva, que puede considerarse como un electrón perdido, se encuentranen la molécula.
Hasta hace poco, las moléculas emisoras de luz eran materiales fluorescentes, que pueden ser de bajo costo, pero solo pueden usar alrededor del 25% de las cargas eléctricas, o materiales fosforescentes, que pueden recolectar el 100% de las cargas, pero incluyen un metal costoso como el platinoo iridio.
Los investigadores del Centro de Investigación Orgánica Fotónica y Electrónica de la Universidad de Kyushu OPERA cambiaron esto en 2012 con la demostración de emisores eficientes basados en un proceso llamado fluorescencia retardada activada térmicamente TADF.
Mediante un diseño molecular inteligente, estos materiales TADF pueden convertir casi todas las cargas eléctricas en luz sin el costoso metal utilizado en materiales fosforescentes, lo que hace posible tanto la alta eficiencia como el bajo costo.
Sin embargo, los OLED en funcionamiento constante se degradan y se atenúan con el tiempo, independientemente del material emisor.
Los dispositivos que se degradan lentamente son clave para aplicaciones prácticas, y persistía la preocupación de que la vida útil de los primeros dispositivos TADF todavía era limitada.
Pero con el salto en la vida reportado en un artículo publicado en línea el 1 de marzo de 2016, en Informes científicos , muchas de esas preocupaciones ahora pueden dejarse de lado.
"Si bien nuestros dispositivos TADF iniciales perdieron el 5% de su brillo después de solo 85 horas", dijo el investigador postdoctoral Daniel Tsang, autor principal del estudio, "ahora lo hemos extendido más de ocho veces simplemente haciendo una simple modificación alestructura del dispositivo "
La modificación desarrollada recientemente fue colocar dos capas extremadamente delgadas 1-3 nm de la molécula que contiene litio Liq a cada lado de la capa de bloqueo del agujero, que trae electrones al material TADF, el emisor verde 4CzIPN en este caso, al tiempo que evita que los agujeros salgan del dispositivo antes de contribuir a la emisión.
Los dispositivos durarán aún más en aplicaciones prácticas porque las pruebas se realizan con brillos extremos para acelerar la degradación.
Aplicando optimizaciones adicionales que se han informado previamente, la caída del 5% se retrasó aún más a más de 1.300 horas, más de 16 veces la de los dispositivos iniciales.
"Lo que estamos descubriendo es que los materiales TADF en sí mismos pueden ser muy estables, lo que los hace realmente prometedores para futuras pantallas e iluminación", dijo el profesor Chihaya Adachi, director de OPERA.
Los beneficios de las capas de Liq no se limitan a los OLED basados en TADF ya que los investigadores también encontraron una mejora usando una estructura de dispositivo similar con un emisor fosforescente.
Aunque todavía intentan desentrañar por completo el mecanismo de degradación, los investigadores descubrieron que los dispositivos con capas Liq contienen un número mucho menor de trampas, un tipo de defecto que puede capturar y retener una carga, evitando que se mueva libremente en el dispositivo.
Estos defectos se observaron midiendo pequeñas corrientes eléctricas creadas cuando escapan las cargas que se congelaron en las trampas a temperaturas extremadamente frías al recibir una sacudida de energía térmica a medida que el dispositivo se calienta, un proceso llamado corriente estimulada térmicamente.
Tener cargas atrapadas en estas trampas puede aumentar la posibilidad de interacciones con otras cargas y excitaciones eléctricas que pueden destruir las moléculas y conducir a la degradación.
Uno de los próximos desafíos importantes para TADF son los materiales emisores de azul estables y eficientes, que son necesarios para pantallas a todo color y también son difíciles de usar con fosforescencia.
"Con el desarrollo continuo de nuevos materiales y estructuras de dispositivos", dijo el profesor Adachi, "creemos que TADF tiene el potencial de resolver el desafío de la emisión azul eficiente y estable".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyushu, OPERA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :