Un gruppo di ricercatori dell'Università del Michigan ha scoperto come aumentare di ben dieci volte la durata di vita dei PHOLED blu. Si tratta di un passo avanti importante, perché il blu rappresenta uno dei tre colori primari usati per i display di smartphone, tablet e TV.
Gli OLED fosforescenti, noti come PHOLED, producono luce attraverso un meccanismo che è quattro volte più efficiente degli OLED fluorescenti. I PHOLED verdi e rossi sono già usati nelle nuove TV mentre per il colore blu si usano OLED fluorescenti.
"Avere un pixel blu fosforescente è una sfida, non resistono abbastanza a lungo", ha dichiarato il professor Stephen Forrest. Mentre per i PHOLED rossi e verdi si parla di durata fino a un milione di ore, i PHOLED blu finora prodotti arrivano a poche decine di ore.
Grazie ai nuovi studi le cose stanno per cambiare. Avere dei PHOLED blu permetterà di ridurre i consumi delle TV ed estendere l'autonomia negli smartphone. Il gruppo di lavoro è infatti riuscito a far operare il nuovo PHOLED blu a 1000 candele per centimetro quadrato per 616 ore, con un'uscita luminosa che si è comunque dimostrata alta, pari all'80% di quella massima possibile.
"Non è ancora sufficiente per l'uso commerciale, ma ora che il meccanismo di rottura è noto, dovrebbe essere possibile migliorare di un fattore 100 o persino 1000", ha aggiunto il professor Forrest. Il problema finora sperimentato era infatti legato all'energia.
Il team ha dimostrato che le alte energie richieste per produrre la luce blu sono molto più dannose quando la luminosità sale ai livelli necessari per i display o l'illuminazione. Ciò è legato al fatto che la concentrazione dell'energia su una molecola può combinarsi con quella accanto, arrivando a rompere una delle molecole. I PHOLED che emettono luce verde e rossa non hanno di questi problemi perché richiedono di meno energia.
Per risolvere il problema i ricercatori hanno trovato un modo differente di diffondere l'energia, facendo sì che le molecole abbiano minori possibilità di sperimentare quella "cattiva sinergia" che porta alla loro distruzione.
Il nuovo PHOLED consiste di una pellicola sottile di materiale capace di emettere luce incastonato tra due strati conduttivi, uno per gli elettrodi e uno per le lacune. La luce è prodotta quando elettroni e lacune s'incontrano sulle molecole che emettono luce.
Se le molecole sono distribuite in modo uniforme, l'accoppiata energetica elettrone-lacuna tende ad accumularsi accanto al layer che conduce gli elettroni, causando trasferimenti di energia dannosi. Il team ha invece disposto le molecole in modo che si concentrassero accanto allo strato che conduce le lacune. Questo ha guidato ulteriormente gli elettroni nel materiale, diffondendo l'energia.
La nuova distribuzione, da sola, ha esteso la durata di vita di un PHOLED blu di tre volte. Successivamente il team ha diviso il progetto in due strati, dimezzando la concentrazione di molecole luminescenti in ogni strato. Questa configurazione ha aumentato la durata di dieci volte. E a quanto pare siamo solo all'inizio.