Investigación del comportamiento de carga en OLED multicapa utilizando una técnica espectroscópica láser
Para aumentar la vida útil del dispositivo y la eficiencia de los OLED, es fundamental comprender el comportamiento de carga eléctrica en diferentes interfaces dentro. El profesor Takayuki Miyamae y su equipo de la Universidad de Chiba utilizaron el método espectroscópico electrónico de generación de frecuencias de suma para comprender el comportamiento de carga y la estructura vibratoria en diferentes interfaces dentro de los dispositivos OLED. Crédito: KA Kit Pang de Wikimedia Commons https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=112715299
Los dispositivos de pantalla de alta resolución a todo color, como teléfonos móviles plegables y televisores ultrafinos, utilizan diodos orgánicos emisores de luz (OLED). En comparación con otras tecnologías de visualización, los OLED ofrecen flexibilidad, autocontrol, bajo peso, delgadez, contraste superior y pantallas de bajo voltaje, atrayendo una atención considerable en los últimos años.
Los OLED comprenden múltiples capas de películas ultrafinas orgánicas intercaladas entre electrodos, cada una con funciones específicas dentro del dispositivo. Durante la operación de un dispositivo OLED, probablemente se producen acumulación de carga y emisiones de luz en la interfaz de estas capas orgánicas.
Tener múltiples capas ayuda a controlar la acumulación de carga, el flujo de carga y la formación de la luz, pero la exposición a estas cargas y la luz puede dañar las capas orgánicas, limitando la vida y la eficiencia de los dispositivos OLED.
Comprender la estructura electrónica en las interfaces dentro de los OLED mientras está impulsado por el voltaje en condiciones de funcionamiento es un desafío. Para abordar este desafío, el profesor Takayuki Miyamae, junto con Tatsuya Kaburagi y el Dr. Kazunori Morimoto de la Universidad de Chiba, Japón, utilizó una técnica espectroscópica no lineal de segundo orden llamada Generación de Friebre Sum (SFG) para examinar las propiedades vibratorias y electrónicas en las interfaces interfaces dentro de OLEDS.
Cuando se aplica el voltaje a un sistema OLED, la luz se emite mediante la recombinación de cargas en las interfaces orgánicas. Esto altera la salida de SFG, lo que permite a los investigadores estudiar cómo se acumula la carga y qué cambios estructurales electrónicos ocurren en las interfaces en diferentes condiciones de funcionamiento.
Esta técnica espectroscópica innovadora e innovadora para estudiar el comportamiento de carga dentro de OLEDS fue publicada en línea por el equipo del Journal of Material Chemistry C el 10 de marzo de 2025.
Para este estudio, se utilizaron tres OLED multicapa diferentes con diferentes tipos y combinaciones de capas orgánicas. La espectroscopía electrónica de SFG (ESFG) se realizó en tres dispositivos OLED para examinar los cambios espectrales inducidos por el comportamiento de carga y la estructura electrónica en las interfaces.
“Examinamos las diferencias en las intensidades del campo eléctrico dentro de los dispositivos OLED en función de la dependencia del voltaje aplicado de los espectros de ESFG. Esto aclara el papel de las diferencias de resistencia al campo que afectan la facilidad del flujo de carga interna y las características de emisión de luz por primera vez”, explica el profesor Miyamae.
Las bandas espectrales de ESFG correspondientes a cada capa orgánica se identificaron comparando los espectros de absorción y las configuraciones de la capa entre los tres dispositivos OLED. Los investigadores observaron cambios en las intensidades de la señal espectral al aplicar voltajes a los dispositivos OLED, que estaban relacionados con los cambios en el campo eléctrico y el comportamiento de carga dentro de los OLED.
Tras la aplicación de voltaje, la intensidad de la señal espectral aumentó en la banda de absorción del material de transporte de agujeros (portadores de carga positiva dentro del OLED), y la intensidad de la señal disminuyó en la banda de absorción de la capa emisora de luz. Esto muestra que el flujo de carga interna a través de las capas orgánicas dentro de los OLED es diferente, lo que lleva a cambios en los espectros.
El equipo también aplicó voltajes de pulso de onda cuadrada en estos dispositivos para estudiar cómo formados los campos eléctricos dentro de estos dispositivos variaron con el tiempo. Descubrieron que agregar Balq (un material utilizado para el transporte de electrones en OLED) cambia la posición donde se emite la luz en OLED. Este cambio en la emisión afecta tanto el color como la forma de la luz emitida y cuán eficientemente el dispositivo convierte la electricidad en luz.
“La técnica ESFG representa un enfoque espectroscópico novedoso, altamente efectivo, no destructivo y no invasivo para examinar la generación de campo eléctrico causado por cargas inyectadas en dispositivos de película delgada de estado sólido”, señala el profesor Miyamae sobre este innovador trabajo de investigación.
Con esta técnica, los científicos de materiales ahora pueden diseñar OLED con vida útil mejorada del dispositivo, eficiencia energética y reducciones de costos, lo que eventualmente aumenta el uso de dispositivos orgánicos ultrafinos en nuestra vida cotidiana. “Además, esta investigación puede acortar y racionalizar en gran medida la investigación del desarrollo de materiales, que ahora realiza procesos de prueba y error y largos períodos de verificación de degradación para evaluar la eficiencia y la vida útil del dispositivo”, agrega el profesor Miyamae.
Más información: Tatsuya Kaburagi et al, Comportamiento de carga de sondeo en diodos emisores de luz orgánicos multicapa a través de espectroscopía electrónica de generación de frecuencias de suma, Journal of Materials Chemistry C (2025). Doi: 10.1039/d4tc04970e
Proporcionado por la Universidad de Chiba
Cita: Investigación del comportamiento de carga en OLED multicapa utilizando una técnica espectroscópica láser (2025, 24 de abril) Recuperado el 24 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-behavior-multilayer-oleDs-laser-spectroscópico.html
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