Une diode électroluminescente organique (OLED) à conversion ascendante basée sur un émetteur de fluorescence bleue typique atteint une émission à une pressure d’activation ultrafaible de 1,47 V, comme l’ont démontré des chercheurs de Tokyo Tech. Leur technologie contourne l’exigence traditionnelle de haute pressure pour les OLED bleues, conduisant à des avancées potentielles dans les smartphones commerciaux et les grands écrans.
La lumière bleue est vitale pour les appareils électroluminescents, les programs d’éclairage, ainsi que pour les écrans de smartphones et les grands écrans. Cependant, il est difficile de développer des diodes électroluminescentes organiques bleues (OLED) efficaces en raison de la pressure appliquée élevée requise pour leur fonctionnement. Les OLED bleues conventionnelles nécessitent généralement approximativement 4 V pour une luminance de 100 cd/m2 c’est in addition élevé que l’objectif industriel de 3,7 V – la tension des batteries lithium-ion couramment utilisées dans les smartphones. Il existe donc un besoin urgent de développer de nouvelles OLED bleues capables de fonctionner à des tensions moreover basses.
À cet égard, le professeur agrégé Seiichiro Izawa de l’Institut de technologie de Tokyo et de l’Université d’Osaka, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Toyama, de l’Université de Shizuoka et de l’Institut des sciences moléculaires, a récemment présenté un nouveau dispositif OLED avec une stress d’activation ultra-faible remarquable de 1,47 V pour l’émission bleue et une longueur d’onde maximale à 462 nm (2,68 eV). Leurs travaux seront publiés dans Character Communications.
Le choix des matériaux utilisés dans cette OLED impact considérablement sa pressure d’allumage. L’appareil utilise du NDI-HF (2,7-di(9H-fluoren-2-yl)benzo[3,8]-phénanthroline-1,3,6,8(2H,7H)-tétraone) comme accepteur, 1,2-ADN (9-(naphtalén-1-yl)-10-(naphtalén-2-yl)anthracène) comme le donneur et le TbPe (2,5,8,11-tétra-tert-butylpérylène) comme dopant fluorescent. Cette OLED fonctionne by means of un mécanisme appelé upconversion (UC). Ici, des trous et des électrons sont injectés respectivement dans les couches donneuse (émetteur) et acceptrice (transportation d’électrons). Ils se recombinent à l’interface donneur/accepteur (D/A) pour previous un état de transfert de charge (CT). Le Dr Izawa souligne : « Les interactions intermoléculaires à l’interface D/A jouent un rôle essential dans la development de l’état CT, des interactions moreover fortes donnant des résultats supérieurs. »
Par la suite, l’énergie de l’état CT est transférée sélectivement aux premiers états excités triplet à faible énergie de l’émetteur, ce qui entraîne une émission de lumière bleue par la formation d’un leading état excité singulet à haute énergie par annihilation triplet-triplet (TTA). « Comme l’énergie de l’état CT est bien inférieure à l’énergie de la bande interdite de l’émetteur, le mécanisme UC avec TTA diminue considérablement la stress appliquée requise pour exciter l’émetteur. En conséquence, cet UC-OLED atteint une luminance de 100 cd/m2, équivalent à celui d’un écran professional, à seulement 1,97 V », explique le Dr Izawa.
En effet, cette étude produit efficacement une nouvelle OLED, avec une émission de lumière bleue à une tension d’activation extremely-faible, en utilisant un émetteur fluorescent typique largement utilisé dans les écrans commerciaux, marquant ainsi une étape importante vers la pleasure des exigences commerciales en matière d’OLED bleues. Il souligne l’importance d’optimiser la conception de l’interface D/A pour contrôler les processus excitoniques et est prometteur non seulement pour les OLED mais également pour les photovoltaïques organiques et autres dispositifs électroniques organiques.
