p Usando uma nova combinação de moléculas emissoras, pesquisadores no Japão demonstraram a promessa de uma nova abordagem para superar um grande desafio enfrentado por monitores que usam diodos emissores de luz orgânicos:uma fonte de luz azul combinando com o excelente desempenho das cores vermelha e verde. p Ao dividir os processos de conversão e emissão de energia entre duas moléculas, os pesquisadores conseguiram dispositivos que produzem emissão de azul puro com alta eficiência, manter o brilho por tempos relativamente longos, e não tem nenhum átomo de metal caro - um conjunto de propriedades que até agora tem sido difícil de obter simultaneamente.

p Aclamado por suas cores vibrantes e capacidade de formar dispositivos finos e até flexíveis, diodos emissores de luz orgânicos, ou OLEDs para abreviar, use moléculas contendo carbono para converter eletricidade em luz. Ao contrário das tecnologias LCD que empregam cristais líquidos para bloquear seletivamente a emissão de uma luz de fundo filtrada cobrindo muitos pixels, o vermelho separado, pixels de emissão verdes e azuis de um display OLED podem ser ligados e desligados individualmente, produzindo pretos mais profundos e reduzindo o consumo de energia.

p Contudo, Os OLEDs azuis, em particular, têm sido um gargalo em termos de eficiência e estabilidade.

p "Existe um número crescente de opções para OLEDs vermelhos e verdes com excelente desempenho, mas os dispositivos que emitem luz azul de alta energia são um desafio maior, com compensações quase sempre ocorrendo entre eficiência, pureza da cor, custo e tempo de vida, "diz Chin-Yiu Chan, um pesquisador do Centro de Fotônica Orgânica e Pesquisa Eletrônica (OPERA) da Universidade de Kyushu e autor do estudo relatando os resultados em Nature Photonics .

p Embora emissores azuis estáveis ​​com base em um processo conhecido como fluorescência sejam frequentemente usados ​​em monitores comerciais, eles sofrem de uma eficiência máxima baixa. Os chamados emissores fosforescentes podem atingir uma eficiência quântica ideal de 100%, mas geralmente exibem tempos de vida operacionais mais curtos e requerem um metal caro, como irídio ou platina.

p Como uma alternativa, Os pesquisadores do OPERA têm desenvolvido moléculas que emitem luz com base no processo de fluorescência retardada termicamente ativada, comumente abreviado como TADF, que pode alcançar excelente eficiência sem o átomo de metal, mas freqüentemente exibe emissão contendo uma ampla gama de cores.

p "A gama de cores que um monitor pode produzir está diretamente relacionada à pureza do vermelho, verde, e pixels azuis, "explica Chihaya Adachi, diretor do OPERA. "Se a emissão azul não for pura com um espectro estreito, filtros são necessários para melhorar a pureza da cor, mas isso desperdiça a energia emitida. "

p O grupo de Takuji Hatakeyama na Kwansei Gakuin University relatou recentemente um caminho promissor para superar o problema de pureza com base em um projeto molecular único para um sistema altamente eficiente, emissor TADF azul puro, mas a molécula, ν-DABNA, degrada rapidamente em operação.

p Colaborando com Hatakeyama, os pesquisadores do OPERA descobriram que o tempo de vida pode ser muito melhorado, ao mesmo tempo em que se obtém uma emissão estreita ao combinar ν-DABNA com uma molécula TADF adicional desenvolvida no OPERA como intermediário, conversor de energia de alta velocidade.

p "Três quartos das cargas elétricas se combinam para formar estados de energia chamados trigêmeos nos OLEDs, e as moléculas de TADF podem converter esses tripletos não emissores em singuletos emissores de luz, "explica Masaki Tanaka, um pesquisador do OPERA que trabalhou em estreita colaboração com Chan no estudo.

p "Contudo, ν-DABNA é um pouco lento na conversão dos tripletos de alta energia, que muitas vezes desempenham um papel na degradação. Para se livrar dos trigêmeos perigosos mais rapidamente, incluímos uma molécula TADF intermediária que pode converter tripletos em singletes mais rapidamente. "

p Embora a molécula intermediária seja rápida na conversão de trigêmeos em singletes, tem um amplo espectro de emissão, produzindo uma emissão azul-celeste. Apesar disso, o intermediário pode transferir muitos de seus singletes em um estado de alta energia para ν-DABNA para emissão de azul rápida e pura.

p "Comparado com a maioria dos emissores, os comprimentos de onda que o ν-DABNA pode absorver são muito próximos da cor que ele emite. Esta propriedade única o torna capaz de receber grande parte da energia do intermediário de ampla emissão e ainda emitir um azul puro, "diz Chan.

p Usando esta abordagem de duas moléculas, que foi denominado hiperfluorescência, os pesquisadores alcançaram uma vida útil operacional mais longa com alto brilho do que o relatado anteriormente para OLEDs altamente eficientes com uma pureza de cor semelhante.

p "É realmente empolgante que esse tipo de abordagem possa estender a vida útil da emissão de azul puro de uma molécula que desenvolvemos anteriormente, "diz Hatakeyama.

p Adotando uma estrutura tandem que basicamente empilha dois dispositivos um sobre o outro, essencialmente dobrando a emissão para a mesma corrente elétrica, a vida foi quase dobrada em alto brilho, e os pesquisadores estimaram que os dispositivos poderiam manter 50% de seu brilho por mais de 10, 000 horas em intensidades mais moderadas.

p "Embora ainda seja muito curto para aplicações práticas, controle mais rigoroso das condições de fabricação muitas vezes leva a vidas úteis ainda mais longas, portanto, esses resultados iniciais apontam para um futuro muito promissor para esta abordagem para finalmente obter um OLED azul puro eficiente e estável, "diz Adachi.

p "No futuro próximo, Espero que os OLEDs de hiperfluorescência azuis possam substituir os OLEDs azuis atuais para telas de definição ultra-alta, "adiciona Chan.