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Los investigadores de Tokyo Tech han presentado un OLED de fluorescencia azul de conversión ascendente que emite a solo 1,47 V, lo que ofrece mejoras potenciales para pantallas comerciales.
La luz azul es esencial para teléfonos inteligentes, pantallas grandes y diversas aplicaciones de iluminación. Sin embargo, producir diodos emisores de luz orgánicos azules (OLED) eficientes es un desafío debido al alto voltaje necesario para funcionar. Los OLED azules tradicionales normalmente requieren alrededor de 4 V para alcanzar una luminancia de 100 cd/m2, que es más alta que el objetivo de la industria de 3,7 V, el voltaje de las baterías de iones de litio que se encuentran comúnmente en los teléfonos inteligentes. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de nuevos OLED azules que puedan funcionar a voltajes reducidos.
En colaboración con la Universidad de Toyama, la Universidad de Shizuoka y el Instituto de Ciencia Molecular, investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Osaka han presentado un dispositivo OLED único. Este dispositivo presenta un voltaje de encendido impresionantemente bajo de 1,47 V para emisión azul con una longitud de onda máxima de 462 nm (2,68 eV).
Los materiales seleccionados para estos OLED tienen una influencia importante en el voltaje de encendido. Específicamente, el dispositivo utiliza NDI-HF como aceptor, 1,2-ADN como donante y TbPe como dopante fluorescente. El funcionamiento del dispositivo se basa en un mecanismo de conversión ascendente (UC). Los huecos y los electrones son guiados hacia las capas donante (emisor) y aceptora (transporte de electrones). Se fusionan en el límite donante/aceptor (D/A), lo que da como resultado un estado de transferencia de carga (CT).
Luego, la energía del estado CT se dirige selectivamente hacia los primeros estados excitados tripletes de baja energía del emisor, lo que da como resultado la emisión de luz azul. Esto ocurre debido a la generación de un primer estado excitado singlete de alta energía mediante aniquilación triplete-triplete (TTA). Dado que la energía del estado CT es significativamente menor que la energía de banda prohibida del emisor, el mecanismo de conversión ascendente combinado con TTA reduce drásticamente el voltaje requerido para excitar el emisor. Por lo tanto, este UC-OLED alcanza una luminancia de 100 cd/m2, comparable a las pantallas estándar, con sólo 1,97 V.
Los investigadores han presentado un OLED innovador que emite luz azul a un voltaje de encendido excepcionalmente bajo utilizando un emisor fluorescente convencional comúnmente utilizado en las pantallas convencionales. El avance representa un progreso significativo en la alineación con los estándares comerciales para OLED azules y destaca la necesidad de perfeccionar el diseño de la interfaz D/A para gestionar procesos excitónicos, con beneficios potenciales para OLED, energía fotovoltaica orgánica y diversos dispositivos electrónicos orgánicos.
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