Los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) se utilizan ampliamente en la tecnología de visualización y también se están investigando para aplicaciones de iluminación. Por lo tanto, es importante comprender en profundidad estos dispositivos si se desea aprovechar al máximo sus propiedades. Investigadores de la Universidad de Tsukuba han observado directamente la dinámica de electrones fotoexcitados en una película orgánica utilizando microscopía de emisión de fotoelectrones de resolución temporal. Sus hallazgos se publican en Materiales ópticos avanzados .

Las pantallas OLED son populares porque son brillantes, ligero, y no consumen mucha energía. Su salida se genera cuando un excitón, una combinación de un electrón y un agujero de electrones, libera su energía. Sin embargo, esta versión no es posible para todos los excitones OLED, lo que hace que su eficiencia general sea baja.

Para abordar esta limitación, los investigadores se están centrando en los OLED que exhiben fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF-OLED), que muestran eficiencias de hasta el 100%.

Sin embargo, Los detalles de la dinámica de los electrones que afectan su desempeño no se comprenden completamente. Los intentos de aprender más han utilizado modelos mal definidos, lo que significa que los resultados han sido difíciles de interpretar y aplicar a otros sistemas.

Los investigadores se centraron en un solo componente, película de estado sólido de un material conocido como 4CzIPN y lo investigó usando microscopía electrónica de fotoemisión de resolución temporal (TR-PEEM). Compararon sus hallazgos con las observaciones realizadas utilizando el método de fotoluminiscencia resuelta en el tiempo (TR-PL) más comúnmente utilizado para tratar de establecer detalles del proceso de descomposición que antes se desconocían.

"Las películas de estado sólido son materiales excelentes para los OLED porque simplifican el proceso de fabricación del dispositivo, reducir la degradación que a menudo se ve, y exhiben excelentes eficiencias cuánticas, "explica el autor correspondiente del estudio, el profesor Yoichi Yamada." El problema es que todavía no entendemos completamente lo que está sucediendo con los excitones, por lo que existe la posibilidad de que podamos mejorarlos aún más ".

Los investigadores detectaron con éxito la dinámica de electrones fotoexcitados de la película de estado sólido TADF utilizando TR-PEEM. Y al compararlos con los resultados de TR-PL, identificaron electrones de larga vida que creen que se formaron por disociación de excitones.

Descubrieron que hasta un 4% de los excitones formados pueden disociarse y quedar atrapados en la película. Se ha observado muy poca evidencia de esto usando otras técnicas.

"Además de detectar una característica de la desintegración del excitón en los TADF-OLED que no se ha observado directamente hasta la fecha, también demostramos el potencial del método TR-PEEM, "Creemos que nuestros hallazgos harán una contribución significativa al desarrollo de productos eficientes basados ​​en OLED", explica el profesor Yamada.