O nouă diodă emițătoare de lumină organică (OLED) care produce lumină caldă, asemănătoare unei lumânări, cu aproape deloc emisii la lungimi de undă albastre, ar putea găsi un loc în iluminarea flexibilă și afișajele inteligente care pot fi folosite noaptea fără a perturba ceasul biologic al corpului. Dispozitivul, care este o versiune îmbunătățită a celui dezvoltat recent de o echipă de cercetători de la Universitatea Națională Tsing Hua din Taiwan, este realizat dintr-un strat emițător de lumină pe un substrat de mica care este complet lipsit de plastic.
Jwo-Huei Jou și Ying-Hao Chu de la Departamentul de Știința și Inginerie a Materialelor al Universității Naționale Tsing Hua și colegii au brevetat recent OLED-uri care produc lumină albă caldă. Cu toate acestea, aceste dispozitive anterioare emit încă o lumină albastră nedorită, care scade producția de melatonină „hormonului somnului” și, prin urmare, poate perturba tiparele de somn. O altă problemă este că aceste OLED-uri erau fabricate din materiale solide și, prin urmare, nu erau flexibile.
Mica, un mineral natural stratificat
O modalitate de a face OLED-urile flexibile este să le lipiți pe un suport din plastic, dar majoritatea materialelor plastice nu pot fi îndoite în mod repetat - o condiție prealabilă pentru aplicațiile flexibile din lumea reală. Jou, Chu și colegii sai au decis, prin urmare, să investigheze suporturile din mica, un mineral natural stratificat care poate fi despicat în foi flexibile, transparente.
Cercetătorii au început prin a depune un film transparent de oxid de indiu staniu (ITO) pe o foaie de mica ca anod al LED-ului. Apoi au amestecat un material luminiscent, N,N'-dicarbazol-1,1’-bifenil, cu coloranți fosforescenți roșii și galbeni pentru a fabrica stratul emițător de lumină al dispozitivului. Apoi, au pus acest strat între soluții conductoare electric, cu anodul pe o parte și un strat de aluminiu în cealaltă, pentru a crea un OLED flexibil.
Testele au arătat că, atunci când este acoperit cu un conductor transparent, substratul de mică este robust la curburi de îndoire de 1/5 mm.-1 – un record – și 50 000 de cicluri de îndoire la o rază de îndoire de 7.5 mm. OLED-ul este, de asemenea, foarte rezistent la umiditate și oxigen și are o durată de viață care este de 83% față de dispozitivele similare pe sticlă.
Lumină „romantică”.
Noul dispozitiv emite lumină puternică și caldă la aplicarea unui curent constant. Această lumină conține chiar mai puțină lumină albastră cu lungimea de undă decât lumina naturală a lumânărilor, raportează Jou și Chu, ceea ce înseamnă că limita de expunere pentru oameni este de 47 000 de secunde, comparativ cu doar 320 de secunde pentru un omologul alb-rece, conform calculelor echipei. Aceasta înseamnă că o persoană expusă la OLED timp de 1.5 ore și-ar vedea producția de melatonină suprimată cu aproximativ 1.6%, comparativ cu 29% pentru o lampă fluorescentă compactă alb-rece în aceeași perioadă.
OLED-urile groase pot avea și eficiențe mari de emisie de lumină
„Am fabricat un OLED care emite o lumină romantică, asemănătoare unei lumânări, fără arzătoare din punct de vedere psihologic, dar răcoros din punct de vedere fizic, pe un substrat de mica îndoibil, folosind tehnologia noastră patentată OLED cu lumânări”, spune Jou. Lumea fizicii. „Această tehnologie ar putea oferi designerilor și artiștilor mai multă libertate în proiectarea sistemelor de iluminat variabile care se potrivesc în spații diferite, datorită flexibilității lor.”
Cercetătorii speră acum să-și facă OLED-urile complet transparente. „Când sunt aprinse, aceste OLED-uri la lumina lumânărilor puteau fi văzute din ambele părți”, spune Chu.
Lucrarea de față este detaliată în Materiale electronice aplicate ACS.
