Une innovation majeure dans le domaine des diodes électroluminescentes organiques, ou OLEDs, pourrait bientôt permettre à nos éclairages d’utiliser toute la palette de couleurs avec une efficacité parfaite et une durée de vie de plusieurs dizaines de milliers d’heures. Cette avancée est le fruit du travail d’une équipe de physiciens et d’ingénieurs de l’Université du Michigan.
Une durée de vie prolongée pour les OLEDs
Les nouvelles OLEDs phosphorescentes, communément appelées PHOLEDs, développées par l’équipe de l’Université du Michigan, peuvent maintenir 90% de l’intensité de la lumière bleue pendant une durée 10 à 14 fois supérieure à celle des autres designs émettant des couleurs bleues similaires.
Cette longévité pourrait enfin rendre les PHOLEDs bleues suffisamment robustes pour être commercialement viables dans les éclairages qui répondent à l’objectif de durée de vie de 50 000 heures fixé par le Département de l’Énergie. Sans une PHOLED bleue stable, les lumières OLED doivent utiliser une technologie moins efficace pour créer de la lumière blanche.
La durée de vie des nouvelles PHOLEDs bleues est actuellement suffisante pour être utilisées comme éclairage, mais le même principe de conception pourrait être combiné avec d’autres matériaux émettant de la lumière pour créer des PHOLEDs bleues suffisamment robustes pour les téléviseurs, les écrans de téléphone et les moniteurs d’ordinateur.
Les écrans d’affichage équipés de PHOLEDs bleues pourraient potentiellement augmenter la durée de vie de la batterie d’un appareil de 30%.
Une efficacité quasi parfaite
Les PHOLEDs ont une efficacité quantique interne de près de 100%, ce qui signifie que toute l’électricité entrant dans le dispositif est utilisée pour créer de la lumière. En conséquence, les lumières et les écrans d’affichage équipés de PHOLEDs peuvent afficher des couleurs plus vives pendant de plus longues périodes avec moins d’énergie et d’émissions de carbone.
Avant la recherche de l’équipe de l’Université du Michigan, les meilleures PHOLEDs bleues n’étaient pas assez durables pour être utilisées dans l’éclairage ou les affichages.
Seules les PHOLEDs rouges et vertes sont assez stables pour être utilisées dans les appareils aujourd’hui, mais le bleu est nécessaire pour compléter le trio de couleurs dans les affichages OLED «RGB» et les lumières OLED blanches.
La lumière rouge, verte et bleue peut être combinée à différentes intensités relatives pour produire n’importe quelle couleur souhaitée dans les pixels d’affichage et les panneaux lumineux.
Une solution innovante pour la production de lumière bleue
Pour produire de la lumière bleue, l’électricité excite des molécules organiques phosphorescentes contenant des métaux lourds. Parfois, les molécules excitées entrent en contact avant d’émettre la lumière, transférant toute l’énergie stockée du couple dans une seule molécule. Comme l’énergie de la lumière bleue est très élevée, l’énergie transférée, qui est le double de celle de la molécule excitée unique, peut rompre les liaisons chimiques et dégrader le matériau organique.
L’équipe de chercheurs a contourné ce problème en intercalant du matériau cyan entre deux miroirs. En réglant parfaitement l’espace entre les miroirs, seules les ondes lumineuses bleues les plus profondes peuvent persister et finalement émettre de la chambre à miroir.
En synthèse
Cette innovation majeure dans le domaine des OLEDs pourrait révolutionner notre façon d’utiliser l’éclairage et les écrans d’affichage. Grâce à une durée de vie prolongée et une efficacité quasi parfaite, les nouvelles PHOLEDs bleues de l’Université du Michigan pourraient bientôt être utilisées dans une variété d’applications, de l’éclairage domestique aux écrans de télévision et de téléphone.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’une OLED ?
Une OLED, ou diode électroluminescente organique, est un type de diode qui utilise un film de composé organique qui émet de la lumière en réponse à un courant électrique.
Qu’est-ce qu’une PHOLED ?
Une PHOLED est une version phosphorescente d’une OLED. Elle est plus efficace que les OLEDs traditionnelles car elle utilise un mécanisme d’émission de lumière différent.
Pourquoi les PHOLEDs bleues sont-elles importantes ?
Les PHOLEDs bleues sont essentielles pour compléter le trio de couleurs dans les affichages OLED «RGB» et les lumières OLED blanches. Sans elles, les appareils doivent utiliser une technologie moins efficace pour créer de la lumière blanche.
Quels sont les avantages des PHOLEDs ?
Les PHOLEDs ont une efficacité quantique interne de près de 100%, ce qui signifie que toute l’électricité entrant dans le dispositif est utilisée pour créer de la lumière. Cela permet d’afficher des couleurs plus vives pendant de plus longues périodes avec moins d’énergie et d’émissions de carbone.
Quelles sont les applications potentielles des PHOLEDs bleues ?
Les PHOLEDs bleues pourraient être utilisées dans une variété d’applications, de l’éclairage domestique aux écrans de télévision et de téléphone.
Références
Article : « Stable blue phosphorescent organic LEDs that use polariton-enhanced Purcell effects » – DOI: 10.1038/s41586-023-06976-8
