Al combinar capas orgánicas delgadas con capas gruesas de perovskita híbrida, los investigadores de la Universidad de Kyushu en Japón han desarrollado diodos emisores de luz orgánicos con un grosor de micrómetro que podrían mejorar la asequibilidad y los ángulos de visión de las pantallas y televisores de alto rendimiento en un futuro próximo.
Los diodos emisores de luz orgánicos OLED usan capas de moléculas orgánicas para convertir eficientemente la electricidad en luz. Las moléculas, aunque son grandes emisores, generalmente son malos conductores eléctricos, por lo que el nombre del juego ha sido delgado, como en 100 nm, o aproximadamente 1/500 del grosor de un cabello humano. Solo mediante el uso de capas tan delgadas, la electricidad puede llegar fácilmente a donde se produce la emisión en el medio de los dispositivos.
Si bien las capas extremadamente delgadas se benefician al necesitar solo una pequeña cantidad de material, el uso de tales películas delgadas complica la fabricación confiable de millones de píxeles, ya que los defectos extremadamente pequeños pueden causar fallas en el dispositivo. Además, la luz que se refleja entre el frente y la parte posterior dellas capas delgadas a menudo resultan en interacciones, llamadas efectos de cavidad, que distorsionan ligeramente el color de emisión en ángulos de visión grandes.
Por lo tanto, el desafío ha sido hacer que los dispositivos sean más gruesos y evitar los inconvenientes de los productos orgánicos. Para hacer esto, los investigadores de la Universidad de Kyushu recurrieron a una clase alternativa de materiales llamados perovskitas, que se definen por su estructura cristalina distinta.
"Aunque las perovskitas han atraído recientemente una gran cantidad de atención como capas absorbentes de luz en las células solares, algunas perovskitas son realmente transparentes y también altamente conductoras", dice Toshinori Matsushima, profesor asociado del Instituto Internacional para la Investigación de Energía Neutral en Carbonoen la Universidad de Kyushu e investigador principal en el Naturaleza papel que anuncia los nuevos resultados.
"Además, las perovskitas basadas en una mezcla de componentes orgánicos e inorgánicos pueden procesarse a partir de materiales de partida de bajo costo utilizando los mismos procesos de fabricación que los orgánicos, haciendo que las perovskitas y los orgánicos sean una combinación perfecta"
En sus dispositivos, los investigadores colocaron una capa emisora de moléculas típicamente utilizadas en OLED entre capas de perovskita con un espesor total de 2,000 nm. Los dispositivos resultantes tienen capas activas que son 10 veces más gruesas que las OLED típicas, aunque todavía una fraccióndel ancho de un cabello humano.
Los dispositivos gruesos exhibieron eficiencias similares a las de los OLED delgados de referencia y al mismo tiempo tenían el mismo color desde todos los ángulos de visión. Por otro lado, los OLED basados en capas orgánicas gruesas no emitían ninguna luz a voltajes operativos similares.
"Estos resultados anulan 30 años de pensar que los OLED se limitan a películas delgadas y abren nuevos caminos para la fabricación a bajo costo, confiable y uniforme de pantallas e iluminación basadas en OLED", dice el profesor Chihaya Adachi, director de la Universidad de KyushuCentro de Investigación de Fotónica Orgánica y Electrónica.
Si bien los investigadores también han intentado usar perovskitas directamente como emisores de luz, la vida útil de los dispositivos ha sido corta hasta ahora. Al mantener el proceso de emisión en los materiales orgánicos y usar perovskitas solo para transportar electricidad, el equipo de Kyushu logró vidas similarestanto para dispositivos gruesos como para OLED de referencia.
"Basado en este trabajo, las perovskitas se verán bajo una nueva luz como materiales versátiles y de alto rendimiento para roles de apoyo no solo en OLED sino también en otros dispositivos electrónicos orgánicos, como láseres, dispositivos de memoria y sensores", predice Adachi.
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Materiales proporcionados por Universidad de Kyushu . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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