Para televisores y teléfonos inteligentes: el futuro está en las pantallas OLED con luz azul más pura

Una nueva forma de simplificar la estructura de los diodos emisores de luz orgánicos (OLED) azules puede conducir a pantallas de televisión más duraderas y de mayor definición.

Los OLED son una clase de electrónica orgánica que ya se encuentra comercialmente en teléfonos inteligentes y pantallas y puede ser más eficiente que las tecnologías competidoras.

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Aunque las pantallas de televisión OLED tienen una calidad de imagen nítida, también tienen desventajas como su alto costo y una vida útil comparativamente corta.

En las pantallas OLED, los píxeles de la pantalla se componen de tres subpíxeles de diferentes colores (rojo, verde y azul) que se iluminan con diferentes intensidades para crear diferentes colores. Sin embargo, los subpíxeles que emiten luz azul son los menos estables y pueden ser susceptibles a “quemarse” en la pantalla, lo que puede decolorar la pantalla y arruinar la calidad de visualización.

En un artículo publicado en Nature Materials, un equipo de investigadores de las universidades de Northumbria, Cambridge, Imperial y Loughborough describe un nuevo diseño que supera estos problemas y puede conducir a sistemas más simples y menos costosos con luz azul más pura y estable.

Sus hallazgos podrían llevar a que las pantallas de televisores y teléfonos inteligentes utilicen menos energía en el futuro, haciéndolas más eficientes y sostenibles.

Un OLED está construido como un sándwich, con capas semiconductoras orgánicas entre dos electrodos. En el centro de la pila se encuentra la capa emisora, que se ilumina cuando se alimenta con electricidad. La energía eléctrica pasa a las moléculas, que luego liberan esta energía extra en forma de luz.

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Un OLED ideal convierte la mayor parte de la energía eléctrica en luz, pero a veces la energía se desvía y degrada la estructura del OLED. Esto es especialmente un problema con la luz azul y reduce tanto la eficiencia como la vida útil del OLED.

El Dr. Marc Etherington, profesor asistente de Fotofísica Molecular en el Departamento de Matemáticas, Física e Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Northumbria, investiga las propiedades de los semiconductores orgánicos.

Dirigió un análisis espectroscópico de las energías tripletes de las moléculas para medir y obtener una comprensión crucial de cómo funciona su proceso de transferencia de energía.

Los hallazgos del Dr. Etherington proporcionan un elemento clave para este estudio, ayudando al equipo de investigación a formarse una imagen completa de la disposición de los niveles de energía.

El equipo de investigación diseñó una nueva molécula emisora de luz a la que se le agregaron escudos para bloquear las vías de energía destructivas y controlar cómo interactúan las moléculas.

Esta mejor comprensión de lo eficiente que puede ser una molécula en un OLED informará cómo se diseñan y utilizan los materiales en el futuro, respaldando el impulso hacia un mayor rendimiento del dispositivo.

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Etherington explicó en un comunicado: “Con esta nueva molécula hemos creado un canal para desarrollar OLED más eficientes que reducirán el consumo de energía de nuestros dispositivos en la era de la información. A medida que todos trabajamos hacia objetivos netos cero, esto podría tener un impacto significativo tanto para los fabricantes como para los consumidores”.

El coautor correspondiente, el Dr. Daniel Congrave, de la Universidad de Cambridge, quien dirigió el diseño de materiales y el trabajo sintético junto con el profesor Hugo Bronstein, dijo: “Las pantallas OLED tienen una excelente calidad de imagen y tienen una alta calidad. Sin embargo, los televisores OLED no dura tanto como otras pantallas.

“Los píxeles que emiten luz azul son esenciales para una pantalla práctica, pero también son donde radican los problemas. Hemos diseñado una molécula que nos ha permitido simplificar la capa emisiva del píxel azul a sólo dos componentes, manteniendo al mismo tiempo una alta eficiencia, lo que podría ayudar a reducir los costos.

“La molécula que describimos en este artículo es también una de las moléculas de emisión azul más estrechas que existen, lo cual es muy útil para las pantallas porque permite una alta pureza del color”.

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