La LED organique flexible produit une lumière "romantique" semblable à une bougie

Une nouvelle diode électroluminescente organique flexible (OLED) qui produit une lumière chaude semblable à une bougie avec pratiquement aucune émission aux longueurs d'onde bleues pourrait trouver une place dans un éclairage flexible et des écrans intelligents pouvant être utilisés la nuit sans perturber l'horloge biologique du corps. Le dispositif, qui est une version améliorée de celui développé récemment par une équipe de chercheurs de l'Université nationale Tsing Hua à Taïwan, est constitué d'une couche électroluminescente sur un substrat de mica totalement exempt de plastique.

Jwo-Huei Jou ainsi que le Ying Hao Chu du Département de science et d'ingénierie des matériaux de l'Université nationale Tsing Hua et ses collègues ont récemment breveté des OLEDS qui produisent une lumière blanche et chaude. Cependant, ces anciens appareils émettent encore une certaine lumière bleue indésirable, ce qui diminue la production de la mélatonine «l'hormone du sommeil» et peut donc perturber les habitudes de sommeil. Un autre problème est que ces OLED étaient faites de matériaux solides et n'étaient donc pas flexibles.

Le mica, un minéral stratifié naturel

Une façon de rendre les OLED flexibles consiste à les coller sur un support en plastique, mais la plupart des plastiques ne peuvent pas être pliés à plusieurs reprises - une condition préalable aux applications flexibles du monde réel. Jou, Chu et ses collègues ont donc décidé d'étudier les supports en mica, un minéral stratifié naturel qui peut être clivé en feuilles transparentes pliables.

Les chercheurs ont commencé par déposer un film transparent d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) sur une feuille de mica comme anode de la LED. Ils ont ensuite mélangé une matière luminescente, N,N'-dicarbazole-1,1'-biphényle, avec des colorants phosphorescents rouges et jaunes pour fabriquer la couche électroluminescente du dispositif. Ensuite, ils ont pris cette couche en sandwich entre des solutions électriquement conductrices avec l'anode d'un côté et une couche d'aluminium de l'autre pour créer une OLED flexible.

Les tests ont montré que lorsqu'il est recouvert d'un conducteur transparent, le substrat de mica est robuste à des courbures de flexion de 1/5 mm^-1 – un record – et 50 000 cycles de pliage avec un rayon de pliage de 7.5 mm. L'OLED est également très résistant à l'humidité et à l'oxygène et a une durée de vie qui est de 83% des appareils similaires sur verre.

Lumière "romantique"

Le nouvel appareil émet une lumière vive et chaude lors de l'application d'un courant constant. Cette lumière contient encore moins de lumière bleue que la lumière naturelle des bougies, rapportent Jou et Chu, ce qui signifie que la limite d'exposition pour les humains est de 47 000 secondes contre seulement 320 s pour un équivalent blanc froid, selon les calculs de l'équipe. Cela signifie qu'une personne exposée à l'OLED pendant 1.5 heure verrait sa production de mélatonine supprimée d'environ 1.6 %, contre 29 % pour une lampe fluocompacte blanc froid sur la même période.

"Nous avons fabriqué une OLED émettant une lumière romantique semblable à une bougie psychologiquement chaude mais physiquement froide et sans brûlure sur un substrat de mica pliable en utilisant notre technologie brevetée OLED aux chandelles", a déclaré Jou. Monde de la physique. "Cette technologie pourrait offrir aux concepteurs et aux artistes plus de liberté dans la conception de systèmes d'éclairage variables qui s'intègrent dans différents espaces, grâce à leur flexibilité."

Les chercheurs espèrent désormais rendre leurs OLED totalement transparentes. "Lorsqu'elles sont allumées, ces OLED aux chandelles peuvent alors être vues des deux côtés", explique Chu.

Le présent travail est détaillé dans Matériaux électroniques appliqués ACS.