Test magnético predice en laboratorio la vida útil de OLED azules

Saber cuánto tiempo mantendrá su brillo un OLED azul ha exigido esperar. Tradicionalmente, los ingenieros hacen funcionar un dispositivo durante decenas a cientos de horas mientras observan cómo cae su brillo, y el dispositivo se desgasta durante la propia prueba. Un equipo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) ha encontrado un atajo: un campo magnético que modifica la salida de luz en una cantidad demasiado pequeña para apreciarla a simple vista. El equipo, dirigido por el profesor Seunghyup Yoo, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, publicó el método en Nature Communications.

Los OLED (diodos orgánicos emisores de luz) producen luz por sí mismos cuando circula corriente a través de ellos, y son la base de las pantallas de teléfonos inteligentes y televisores. Una pantalla genera toda su gama de colores combinando luz roja, verde y azul. Los dispositivos fosforescentes azules estudiados aquí utilizan la energía eléctrica de forma eficiente para emitir luz azul, pero mantener una vida útil larga sin perder esa eficiencia es un desafío clave en su desarrollo.

Los investigadores hicieron funcionar los OLED a corriente constante, variaron la intensidad del campo magnético con un electroimán y midieron después el cambio de brillo. Bajo el campo, los dispositivos se volvieron ligeramente más brillantes. Esa respuesta combina varios efectos, y el equipo aisló el componente más estrechamente ligado a la degradación de la vida útil y lo convirtió en una métrica de evaluación única. Aplicada a cuatro dispositivos azules fabricados con el mismo material emisor de luz, pero con estructuras internas distintas, los que presentaban una respuesta inicial menor mantuvieron su luminancia de partida durante más tiempo en las pruebas de funcionamiento prolongado. La métrica mostró una fuerte correlación lineal con el logaritmo de la vida útil, tanto al 70 % como al 50 % del brillo inicial.

El equipo también explicó el motivo. Con el uso prolongado, los enlaces de las moléculas orgánicas pueden romperse y formar defectos que interfieren en la emisión de luz. Las simulaciones moleculares indicaron que estos defectos afectan al proceso de emisión de luz y que ese efecto se refleja en la respuesta del brillo a un campo magnético. Por tanto, el campo magnético es una sonda, no una forma de alargar la vida útil.

Las empresas de pantallas y los institutos de investigación son los primeros beneficiados. Cuando varios prototipos comparten un material emisor de luz pero difieren en su estructura, unas pocas mediciones tempranas pueden distinguir los diseños con más probabilidades de durar, de modo que el esfuerzo de desarrollo se concentre en ellos. Como no todos los prototipos tienen que funcionar durante largos periodos antes de obtener resultados, el equipo prevé que el método acorte el tiempo de desarrollo y reduzca los costes. El equipo no ofrece un calendario para su adopción en la producción.

El resultado todavía no es una regla general. Hace falta una validación adicional antes de que la relación pueda aplicarse a una gama más amplia de OLED, y cuando cambian los materiales o la estructura interna, los principales factores que responden al campo magnético también pueden cambiar. Por eso, cada tipo de dispositivo necesita su propio análisis. Yoo afirmó que el resultado «puede utilizarse para seleccionar rápidamente materiales y estructuras de dispositivos con vida útil larga en las primeras etapas del desarrollo de OLED», y que, con una validación en diversas condiciones, el método podría servir como técnica de evaluación no destructiva.