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À l’Institut Paul Scherrer (PSI), des chercheurs ont acquis des connaissances sur un matériau prometteur pour les diodes électroluminescentes organiques (OLED). Cette substance permet d’obtenir un rendement lumineux élevé et serait peu coûteuse à produire à grande échelle – ce qui signifie qu’elle est très bien adaptée à l’éclairage de pièces de grande surface. Ces nouvelles connaissances faciliteront à l’avenir le développement rapide et rentable de nouveaux appareils d’éclairage.

Un composé pour des OLED plus efficaces

Le composé que les chercheurs ont développé est un solide jaunâtre. Si vous le dissolvez dans un liquide ou si vous en déposez une fine couche sur une électrode, puis vous lui appliquez un courant électrique, il émet une lueur verte intense. La raison : les molécules absorbent l’énergie qui leur est fournie et l’émettent à nouveau progressivement sous forme de lumière. Ce processus est appelé électroluminescence. Les diodes électroluminescentes sont basées sur ce principe.
Cette substance luminescente verte est un candidat pour la production d’OLED, des diodes électroluminescentes organiques. Par exemple, depuis environ trois ans maintenant, on trouve des OLED dans les écrans des smartphones. Entre-temps, les premiers écrans de télévision flexibles utilisant ces matériaux sont également apparus sur le marché.
En outre, les OLED permettent un éclairage rentable des pièces de grande surface. Mais il faut d’abord trouver les matériaux les mieux adaptés à cette application. En effet, de nombreuses substances envisagées pour les OLED contiennent des matériaux coûteux comme l’iridium, ce qui empêche leur application à grande échelle et sur de grandes surfaces. Sans ces additifs, ces matériaux ne peuvent qu’émettre une petite partie de l’énergie qui leur est fournie sous forme de lumière  – le reste est perdu sous forme d’énergie vibratoire.

Il peut être facilement produit en grande quantité

Les chercheurs ont maintenant procédé à un examen plus précis de leur composé contenant du cuivre, le CuPCP. Il y a quatre atomes de cuivre au milieu de chaque molécule, entourés d’atomes de carbone et de phosphore. Le cuivre est un métal relativement peu coûteux, et ce composé peut être facilement produit en grande quantité – des conditions idéales pour une utilisation sur de grandes surfaces étendues.
En utilisant deux grandes installations de recherche au PSI – la source de lumière suisse SLS et le laser à électrons libres à rayons X SwissFEL – ainsi que l’installation européenne de rayonnement synchrotron à Grenoble, en France, Smolentsev et ses collaborateurs ont examiné de plus près les états excités de courte durée du composé fait de cuivre.

Optimiser cette substance pour de futurs OLED

Les mesures ont confirmé que cette substance est un bon candidat pour les OLED en raison de sa structure chimique. Les propriétés chimiques quantiques de ce composé permettent d’obtenir un rendement lumineux élevé. Une raison de cela est que la molécule est relativement rigide, et sa structure 3D ne change que légèrement lorsqu’elle est excitée. Les chercheurs peuvent maintenant commencer à optimiser davantage cette substance pour l’utiliser dans les OLED.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : PSI
Crédit photo : Pixabay