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Development of high-performance, hyperfluorescence OLEDs for use in display applications and solid state lighting

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L’innovazione LED mostra un futuro brillante per l’elettronica

Lo sviluppo di un materiale per diodo organico a emissione di luce blu altamente efficiente, nonché nuove idee sulla sua lavorazione, potrebbero trasformare la produzione dell’elettronica moderna.

Tecnologie industriali

I diodi organici a emissione di luce (OLED) hanno rivoluzionato l’elettronica moderna. Invece delle vecchie lampadine a incandescenza che facevano luce riscaldando un filamento fino a quando non creava luminescenza (molto similmente a come funziona una lampadina normale), gli OLED emettono luce quando gli elettroni viaggiano tra i diodi. Sono molto più efficienti in termini energetici e necessitano di molto meno spazio. Un problema tuttavia ancora non risolto, e fortemente richiesto dall’industria elettronica, è la creazione di pixel blu altamente efficienti.

Raggiungere l’efficienza elettronica

Il progetto HyperOLED è stato lanciato per sviluppare un materiale per OLED blu altamente efficiente con una durata rinforzata. Esso ha cercato anche di trovare nuovi modi per semplificare la produzione di OLED. L’obiettivo finale era di permettere ai produttori di produrre beni elettronici di consumo e schermi in maniera più efficiente. «Per raggiungerlo, abbiamo iniziato a raccogliere e analizzare dati di materiali da migliaia di dispositivi elettronici», spiega il coordinatore di HyperOLED, Christof Pflumm, massimo esperto di materiali prestazionali presso Merck, Germania. Un risultato importante del progetto è stato il riuscito sviluppo di un sistema di materiale per OLED blu ad alta efficienza, integrato in uno stack di OLED bianchi, con un numero ridotto di strati e una bassa tensione di elevazione. «Le tecniche introdotte in HyperOLED hanno dimostrato che il numero di strati negli stack di OLED potrebbe essere ridotto», spiega Pflumm. «Ciò potrebbe produrre risparmi sul materiale e ampliare le possibilità di una produzione più efficiente di dispositivi elettronici ad alta risoluzione». Nel corso di queste sperimentazioni, il progetto ha anche rivelato l’importanza di processi di trasferimento dell’energia e i limiti delle comuni tecniche di misurazione nella loro caratterizzazione. Ciò ha dimostrato al team fino a che punto potrebbe arrivare l’efficienza energetica negli OLED. Sono stati sviluppati modelli per supportare test su come possono essere eliminate proficuamente le perdite di energia nei dispositivi elettronici. Ciò ha dimostrato come la progettazione molecolare degli emettitori fluorescenti possa essere modificata per eliminare le perdite.

Velocizzare lo sviluppo

Nel complesso, Pflumm ritiene che i risultati del progetto possano avere un forte impatto sul modo in cui i dispositivi iperfluorescenti saranno costruiti, in futuro. La ricerca del progetto finalizzata a nuovi materiali e metodi OLED per misurare la prestazione ha già portato a nove domande di brevetto. «Questo progetto ha fornito numerosi spunti e metodi innovativi nel campo degli OLED iperfluorescenti», sostiene. «Le nostre scoperte contribuiranno a una migliore comprensione dei meccanismi fisici alla base e ci aiuteranno quindi a velocizzare lo sviluppo». In ragione della novità dei materiali sviluppati, l’integrazione delle innovazioni di HyperOLED direttamente in una linea di produzione di un micro schermo non era fattibile. «A causa dei problemi tecnici che abbiamo potuto identificare, non abbiamo ottenuto una prestazione sufficiente in termini di punto colore e stabilità del dispositivo per un’applicazione diretta nei prodotti di consumo», spiega Pflumm. Nondimeno, è stato sviluppato con successo un flusso di lavoro che prevede il rivestimento, il trattamento finale e la caratterizzazione. Il progetto ha anche fornito agli sviluppatori e ai produttori una guida preziosa in termini di decisioni strategiche su un ulteriore sviluppo dei materiali. I risultati serviranno anche come base per un’ulteriore collaborazione tra i partner industriali del progetto. «Un obiettivo importante era rendere questa conoscenza disponibile all’intera comunità scientifica», spiega Pflumm. «Ciò si riflette nel numero di pubblicazioni che abbiamo prodotto: anche dopo la conclusione del progetto è ancora in corso la presentazione di articoli».

Parole chiave

HyperOLED, OLED, diodi organici a emissione di luce, iperfluorescente, elettronica, diodi, elettrone

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