I ricercatori hanno trovato un nuovo modo per semplificare la struttura dei diodi organici a emissione di luce blu (OLED) ad alta efficienza, che potrebbero portare a schermi televisivi con una maggiore durata e una definizione più elevata.
Gli OLED sono una classe di componenti elettronici organici già presenti in commercio negli smartphone e nei display e possono essere più efficienti delle tecnologie concorrenti.
Sebbene gli schermi televisivi OLED offrano una qualità delle immagini vivida, presentano anche degli svantaggi come costi elevati e durata di vita relativamente breve.
Nei display OLED, i pixel dello schermo sono composti da tre subpixel colorati diversi (rosso, verde e blu) che si illuminano a intensità diverse per creare colori diversi. Tuttavia, i subpixel che emettono luce blu sono i meno stabili e possono essere soggetti al "burn-in" dello schermo, che può scolorire lo schermo e rovinare la qualità di visualizzazione.
In un articolo pubblicato su Nature Materials , un team di ricercatori delle università di Northumbria, Cambridge, Imperial e Loughborough descrive un nuovo design che supera questi problemi e potrebbe portare a sistemi più semplici e meno costosi con una luce blu più pura e più stabile.
Le loro scoperte potrebbero portare gli schermi di TV e smartphone a consumare meno energia in futuro, rendendoli più efficienti e sostenibili.
Un OLED è costruito come un sandwich, con strati di semiconduttori organici tra due elettrodi. Al centro della pila c'è lo strato emissivo, che si illumina quando alimentato con elettricità. L'energia elettrica entra nelle molecole, che poi rilasciano questa energia extra sotto forma di luce.
Un OLED ideale trasforma la maggior parte dell’energia elettrica in luce, ma a volte l’energia viene deviata e degrada la struttura dell’OLED. Questo è un problema soprattutto con la luce blu e riduce sia l'efficienza che la durata dell'OLED.
Il dottor Marc Etherington, professore assistente di fotofisica molecolare presso il Dipartimento di matematica, fisica e ingegneria elettrica dell'Università di Northumbria, ricerca le proprietà dei semiconduttori organici.
Ha condotto un'analisi spettroscopica delle energie triplette delle molecole per misurare e acquisire una comprensione cruciale di come funziona il loro processo di trasferimento di energia.
Le scoperte del dottor Etherington forniscono un elemento chiave per questo studio, aiutando il gruppo di ricerca a formare un quadro completo della disposizione dei livelli energetici.
Il team di ricerca ha progettato una nuova molecola che emette luce a cui sono stati aggiunti degli scudi per bloccare i percorsi energetici distruttivi e controllare il modo in cui le molecole interagiscono.
Questa migliore comprensione di quanto possa essere efficiente una molecola in un OLED informerà il modo in cui i materiali verranno progettati e utilizzati in futuro, supportando la spinta verso prestazioni più elevate dei dispositivi.
Il Dr. Etherington ha spiegato:"Con questa nuova molecola abbiamo creato un canale per sviluppare OLED più efficienti che ridurranno il consumo energetico dei nostri dispositivi nell'era dell'informazione. Poiché tutti lavoriamo verso obiettivi net zero, ciò potrebbe avere un impatto significativo sia per i produttori che per i consumatori."
L'autore co-corrispondente, il Dr. Daniel Congrave, dell'Università di Cambridge, che ha guidato la progettazione dei materiali e il lavoro sintetico insieme al Prof. Hugo Bronstein, ha affermato:"Gli schermi OLED hanno un'ottima qualità delle immagini e hanno un valore elevato. Tuttavia, i televisori OLED non lo fanno". Non dura quanto gli altri schermi.
"I pixel che emettono luce blu sono essenziali per un display pratico, ma sono anche il luogo dei problemi. Abbiamo progettato una molecola che ci ha permesso di semplificare lo strato emissivo del pixel blu in soli due componenti, pur mantenendo un'elevata efficienza, che potrebbe contribuire a ridurre i costi.
"La molecola che descriviamo in questo articolo è anche una delle molecole blu a emissione più stretta in circolazione, il che è molto utile per gli schermi perché consente un'elevata purezza del colore."
Ulteriori informazioni: Hwan-Hee Cho et al, Soppressione del trasferimento Dexter mediante incapsulamento covalente per efficienti OLED iperfluorescenti blu intenso a banda stretta senza matrice, Nature Materials (2024). DOI:10.1038/s41563-024-01812-4
Informazioni sul giornale: Materiali naturali
Fornito dall'Università della Northumbria
