Un nuovo diodo organico a emissione di luce (OLED) flessibile che produce una luce calda simile a una candela con quasi nessuna emissione alle lunghezze d'onda blu potrebbe trovare posto nell'illuminazione flessibile e nei display intelligenti che possono essere utilizzati di notte senza interrompere l'orologio biologico del corpo. Il dispositivo, che è una versione migliorata di quello sviluppato di recente da un team di ricercatori della National Tsing Hua University di Taiwan, è costituito da uno strato che emette luce su un substrato di mica completamente privo di plastica.

Jwo-Huei Jou ed Ying Hao Chu del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali della National Tsing Hua University e colleghi hanno recentemente brevettato OLED che producono luce bianca calda. Tuttavia, questi dispositivi precedenti emettono ancora una luce blu indesiderata, che diminuisce la produzione dell'"ormone del sonno" melatonina e può quindi interrompere il sonno. Un ulteriore problema è che questi OLED erano realizzati con materiali solidi e quindi non erano flessibili.

Mica, un minerale stratificato naturale

Un modo per rendere flessibili gli OLED è incollarli su un supporto in plastica, ma la maggior parte della plastica non può essere piegata ripetutamente, un prerequisito per applicazioni flessibili nel mondo reale. Jou, Chu e colleghi hanno quindi deciso di studiare supporti realizzati in mica, un minerale stratificato naturale che può essere spaccato in fogli pieghevoli e trasparenti.

I ricercatori hanno iniziato depositando una pellicola trasparente di ossido di indio e stagno (ITO) su un foglio di mica come anodo del LED. Hanno quindi mescolato un materiale luminescente, N, N'-dicarbazolo-1,1'-bifenile, con coloranti fosforescenti rossi e gialli per fabbricare lo strato emettitore di luce del dispositivo. Successivamente, hanno inserito questo strato tra soluzioni elettricamente conduttive con l'anodo su un lato e uno strato di alluminio nell'altro per creare un OLED flessibile.

I test hanno dimostrato che, quando rivestito con un conduttore trasparente, il substrato di mica è resistente a curvature di flessione di 1/5 mm^-1 – un record – e 50 000 cicli di piegatura con un raggio di curvatura di 7.5 mm. L'OLED è anche altamente resistente all'umidità e all'ossigeno e ha una durata pari all'83% di dispositivi simili su vetro.

Luce “romantica”.

Il nuovo dispositivo emette una luce calda e brillante all'applicazione di una corrente costante. Secondo i calcoli del team, questa luce contiene ancora meno luce di lunghezza d'onda blu rispetto alla luce di candela naturale, riferiscono Jou e Chu, il che significa che il limite di esposizione per gli esseri umani è di 47 secondi rispetto ai soli 000 s per una controparte bianco freddo. Ciò significa che una persona esposta all'OLED per 320 ore vedrebbe la propria produzione di melatonina soppressa di circa l'1.5%, rispetto al 1.6% di una lampada fluorescente compatta bianca fredda nello stesso periodo.

"Abbiamo fabbricato un OLED che emette una luce romantica simile a una candela psicologicamente calda ma fisicamente fresca e priva di bruciature su un substrato di mica pieghevole utilizzando la nostra tecnologia brevettata OLED a lume di candela", dice Jou Mondo della fisica. "Questa tecnologia potrebbe fornire a designer e artisti una maggiore libertà nella progettazione di sistemi di illuminazione variabile che si adattano a spazi diversi, grazie alla loro flessibilità".

I ricercatori ora sperano di rendere i loro OLED completamente trasparenti. "Quando sono accesi, questi OLED a lume di candela possono essere visti da entrambi i lati", afferma Chu.

Il presente lavoro è dettagliato in Materiali elettronici applicati ACS.