Los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) han surgido como una nueva generación de tecnología de visualización. Los materiales cristalinos orgánicos poseen una estabilidad térmica y una estabilidad química superiores y una alta movilidad del portador, lo que los convierte en una opción ideal para desarrollar dispositivos luminiscentes.
Científicos en China inventaron un OLED blanco cristalino, que posee un rápido aumento de luminancia y logra una baja relación de pérdida de calor Joule de resistencia en serie y una producción de fotones mejorada, lo que demuestra su importante potencial en el desarrollo de OLED de próxima generación.
En el contexto del continuo desarrollo de la tecnología de la información, la demanda de tecnología de visualización y equipos de iluminación por parte de las personas crece día a día. Los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) han cobrado importancia gracias a su naturaleza autoemisora, alto contraste, amplia gama de colores, amplios ángulos de visión, propiedades antideslumbrantes, respuesta rápida y flexibilidad.
En la producción comercial de OLED, los materiales semiconductores orgánicos amorfos se utilizan ampliamente debido a sus excelentes capacidades de formación de películas y su idoneidad para el procesamiento de grandes áreas. En comparación con los materiales amorfos, los materiales cristalinos orgánicos poseen una estabilidad térmica y una estabilidad química superiores y una alta movilidad del portador, lo que los convierte en otra opción prometedora para desarrollar dispositivos luminiscentes de alto rendimiento.
En un nuevo artículo publicado en Light:Science &Applications , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Donghang Yan del Instituto de Química Aplicada de Changchun de la Academia de Ciencias de China, ha informado sobre una matriz huésped cristalina (CHM) con una estructura de nanoagregados (NA) integrada para desarrollar OLED blancos cristalinos de alto rendimiento mediante el empleo de un material de fluorescencia retardada activada (TADF) y dopantes fosforescentes de color naranja (Phos.-D).
Al aplicar la estructura CHM-NA-D, es posible controlar el comportamiento de la luminiscencia de una manera novedosa y se pueden crear diferentes dispositivos modulando los componentes dentro de la estructura.
Este artículo amplía el sistema material de los OLED cristalinos a la fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF). Mediante una selección juiciosa del nivel de energía del material y el diseño de la estructura del dispositivo, la incorporación controlada de nanoagregados y la investigación sobre la posición de los huéspedes fosforescentes dentro del dispositivo CHM-TADFNA-D optimizan de manera efectiva la región de formación de excitones. Este ajuste del proceso de utilización de excitones en el dispositivo maximiza la tasa de utilización de excitones, lo cual es crucial para mejorar el rendimiento del dispositivo.
Además, el contacto entre el huésped cristalino y los nanoagregados da como resultado un efecto de heterounión orgánica que puede reducir efectivamente la conductividad del dispositivo, creando canales de alta conductividad y, en última instancia, reduciendo el voltaje de conducción del dispositivo.
Beneficiarse del host cristalino que garantiza canales de transporte de portadores de carga eficientes en el dispositivo; el efecto de heterounión orgánica entre el huésped cristalino y los nanoagregados reduce efectivamente la conductividad del dispositivo; la utilización eficiente de excitones por nanoagregados de TADF e invitados fosforescentes; y el excelente diseño de la estructura del dispositivo y la construcción del nivel de energía, el WOLED logró un brillo máximo de 29173 cd m- 2 y una eficiencia cuántica externa (EQE) del 12,8%, estableciendo un nuevo récord en eficiencia para los WOLED basados en materiales cristalinos.
En comparación con los WOLED amorfos tradicionales, el WOLED cristalino de este artículo muestra un mayor brillo, una menor pérdida de calor en julios y una mayor eficiencia de salida de fotones a voltajes de conducción bajos, lo que demuestra el gran potencial de este enfoque en la fabricación de OLED blancos.
El WOLED cristalino preparado por el método WEG logró con éxito una luminiscencia de alta eficiencia, demostrando el gran potencial de los diodos emisores de luz orgánicos cristalinos de película delgada. La combinación de una estructura cristalina de alta movilidad y un huésped con alta utilización de excitones puede ampliar los estilos de diseño de estructuras de dispositivos al tiempo que garantiza las ventajas de la estructura cristalina, lo que demuestra el gran potencial de los materiales cristalinos orgánicos para desarrollar los WOLED de próxima generación. P>
Actualmente, las limitaciones del nivel de energía del host restringen el uso de más materiales de alta eficiencia. Posteriormente, se continuará con el desarrollo de huéspedes cristalinos para expandir mejor el sistema material y mejorar la versatilidad de los sistemas cristalinos.
Más información: Yijun Liu et al, Diodos emisores de luz orgánicos blancos cristalinos de alta eficiencia, Luz:ciencia y aplicaciones (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01428-y
Información de la revista: Luz:ciencia y aplicaciones
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
