Les diodes électroluminescentes organiques sont des composants qui ne sont plus constitués de composés contenant le matériau semi-conducteur gallium, mais de composés dits organiques dans lesquels le carbone est un composant principal. Par rapport aux diodes électroluminescentes classiques, cependant, la luminosité et la durée de vie des OLED sont actuellement plus faibles, c'est pourquoi elles représentent un champ de recherche actuel.

Les scientifiques du MPI-P dirigés par le chef de groupe, le Dr Gert-Jan Wetzelaer (département du professeur Paul Blom) ont maintenant développé un nouveau concept OLED. De nos jours, Les OLED se composent de diverses couches ultra-fines. Certaines couches sont utilisées pour transporter des charges, tandis que d'autres sont utilisés pour introduire efficacement des électrons dans la couche active dans laquelle la lumière est générée. Ainsi, Les OLED actuels peuvent facilement être constitués de cinq à sept couches. Les chercheurs ont maintenant mis au point un OLED qui n'est constitué que d'une seule couche alimentée en électricité via deux électrodes. Cela simplifie la production de ces OLED et ouvre la voie à des écrans imprimables.

Avec leur premier prototype, les scientifiques de Mayence ont pu montrer qu'ils peuvent générer une luminosité de lumière émise de 10, 000 candelas/mètre carré avec une tension de seulement 2,9 volts, cela correspond à environ 100 fois la luminosité des écrans modernes. Atteindre une luminosité aussi élevée à cette basse tension est un record pour les OLED actuelles. Les chercheurs ont également pu mesurer une efficacité externe de 19%, ce qui signifie que 19% de l'énergie électrique fournie est convertie en lumière qui sort en direction du spectateur. Aussi avec cette valeur, le prototype OLED peut rivaliser avec les OLED actuelles composées de cinq couches voire plus.

En fonctionnement continu, les chercheurs ont pu mesurer une durée de vie dite LT50 de près de 2000 heures à une luminosité équivalente à dix fois celle des écrans modernes. Dans ce laps de temps, la luminosité initiale est tombée à 50 % de sa valeur.

"Pour le futur, nous espérons pouvoir encore améliorer le concept et ainsi atteindre des durées de vie encore plus longues. Cela signifie que le concept pourrait être utilisé à des fins industrielles, " dit Wetzelaer. Les scientifiques espèrent que leur nouveau concept monocouche, c'est-à-dire la complexité réduite des OLED, contribuera à l'identification et à l'amélioration des processus responsables de la réduction de la durée de vie.

Les scientifiques utilisent une couche électroluminescente basée sur ce que l'on appelle la « fluorescence retardée à activation thermique » (TADF). Ce principe physique est connu depuis plusieurs décennies, mais est devenu l'objet de la recherche OLED il y a environ 10 ans, lorsqu'une conversion efficace de l'énergie électrique en lumière a été démontrée au Japon. Depuis, les chercheurs ont travaillé pour produire des OLED à base de TADF, car ceux-ci ne nécessitent pas de complexes moléculaires coûteux contenant des métaux des terres rares qui sont utilisés dans les OLED actuels.

Les chercheurs ont maintenant publié leurs résultats dans la célèbre revue Photonique de la nature .