I diodi organici a emissione di luce sono componenti che non sono più costituiti da composti contenenti il ​​materiale semiconduttore gallio, ma dei cosiddetti composti organici in cui il carbonio è un componente principale. Rispetto ai tradizionali diodi emettitori di luce, però, la luminosità e la durata degli OLED sono attualmente inferiori, per questo rappresentano un attuale campo di ricerca.

Gli scienziati dell'MPI-P guidati dal leader del gruppo Dr. Gert-Jan Wetzelaer (Dipartimento del Prof. Paul Blom) hanno ora sviluppato un nuovo concetto di OLED. Oggi, Gli OLED sono costituiti da vari strati sottilissimi. Alcuni strati sono usati per trasportare le spese, mentre altri vengono utilizzati per introdurre in modo efficiente gli elettroni nello strato attivo in cui viene generata la luce. Così, gli attuali OLED possono essere facilmente costituiti da cinque a sette strati. I ricercatori hanno ora sviluppato un OLED che consiste solo di un singolo strato che viene alimentato con elettricità tramite due elettrodi. Ciò semplifica la produzione di tali OLED e apre la strada a display stampabili.

Con il loro primo prototipo, gli scienziati di Mainz sono stati in grado di dimostrare che possono generare una luminosità della luce emessa di 10, 000 candele/metro quadro con un voltaggio di soli 2,9 volt:ciò corrisponde a circa 100 volte la luminosità degli schermi moderni. Raggiungere una luminosità così elevata a questa bassa tensione è un record per gli attuali OLED. I ricercatori sono stati anche in grado di misurare un'efficienza esterna del 19%, il che significa che il 19% dell'energia elettrica fornita viene convertita in luce che esce in direzione dello spettatore. Anche con questo valore, il prototipo OLED può competere con gli attuali OLED composti da cinque o anche più strati.

In funzionamento continuo, i ricercatori sono stati in grado di misurare una cosiddetta durata di vita LT50 di quasi 2000 ore con una luminosità equivalente a dieci volte quella dei display moderni. Entro questo tempo, la luminosità iniziale è scesa al 50% del suo valore.

"Per il futuro, speriamo di essere in grado di migliorare ulteriormente il concetto e quindi di ottenere durate ancora più lunghe. Ciò significa che il concetto potrebbe essere utilizzato per scopi industriali, " afferma Wetzelaer. Gli scienziati sperano che il loro concetto di strato singolo di nuova concezione, ovvero la ridotta complessità degli OLED, contribuisca all'identificazione e al miglioramento dei processi responsabili della riduzione della durata.

Gli scienziati stanno utilizzando uno strato emettitore di luce basato sulla cosiddetta "fluorescenza ritardata attivata termicamente" (TADF). Questo principio fisico è noto da diversi decenni, ma è diventato il fulcro della ricerca OLED circa 10 anni fa, quando in Giappone fu dimostrata un'efficiente conversione dell'energia elettrica in luce. Da allora, ricercatori hanno lavorato per produrre OLED basati su TADF, poiché questi non richiedono costosi complessi molecolari contenenti metalli delle terre rare che vengono utilizzati negli attuali OLED.

I ricercatori hanno ora pubblicato i loro risultati sulla rinomata rivista Fotonica della natura .