Mediciones fotométricas de la eficiencia cuántica externa de OLED modificados con cristales coloidales

Debido a factores tanto ambientales como económicos, la producción de sistemas de iluminación y de pantallas planas está condicionada a la generación de nuevas tecnologías que permitan aumentar la eficiencia energética de los dispositivos emisores de luz electroluminiscentes. El gran potencial de los dispositivos basados en semiconductores orgánicos para generación de luz se ha demostrado explícitamente mediante la producción y comercialización de diferentes dispositivos que usan la tecnología OLED. Por otra parte, el éxito de esta tecnología se debe, por un lado, a la gran versatilidad y bajo costo de los proceso de fabricación y, por el otro, a propiedades intrínsecas como alto brillo, alta eficiencia energética y flexibilidad mecánica. Como tecnología emergente, los OLED aún no pueden ser comparados en muchos aspectos con los tradicionales LED inorgánicos, en los que se cuenta con eficientes procesos y cadenas de producción. Sin embargo, dados los recientes avances en términos de producción y eficiencia, se espera crear un amplio mercado de los OLED, debido a sus potenciales ventajas sobre la tecnología tradicional, dentro del mercado de consumo de dispositivos opto electrónicos.Uno de los principales inconvenientes de la tecnología tiene que ver con la estructura de capas delgadas de los diferentes componentes de los dispositivos OLED que, desde el punto de vista óptico, se comportan como una compleja micro cavidad, formada por materiales de diferentes índices de refracción, que produce fuertes fenómenos de interferencia de modo que, finalmente, afecta fuertemente la intensidad de radiación que produce el dispositivo. Es por esto que, en la actualidad, mejorar la eficiencia cuántica de dispositivos emisores de luz, definida como el cociente obtenido entre el número de fotones emitidos por el dispositivo y el número de electrones que inyectados por unidad de tiempo, es un campo de investigación altamente activo, no solo por la importancia académica que implica sino, además, por cuestiones de utilización eficiente de energía y su consecuente importancia en temas ambientales. A nivel mundial se trabaja intensivamente desde diferentes aproximaciones tecnológicamente viables, al problema de la fabricación de OLED con eficiencia mejorada, entre las que se cuentan la mezcla de moléculas conjugadas y/o polímeros [3], la integración de dispositivos [4] y el dopado de semiconductores orgánicos [5]. De esta manera, se demostró el aumento de la eficiencia cuántica externa de un OLED de doble capa con MDMO-PPV como capa electroluminiscente incorporando un cristal coloidal formado por esferas de sílice de 250 nm de diámetro en estructura cúbica centrada en las caras. La eficiencia cuántica aumenta cerca de un 30% respecto a un OLED no modificado. Por ser nanoestructuras ópticas periódicas, los cristales fotónicos permiten influir el movimiento de fotones de manera análoga a como los cristales iónicos afectan el movimiento de los electrones, y pueden en principio ser usados en cualquier aplicación que requiera manipulación de luz. De esta forma, se fabricó y validó un prototipo de OLED con eficiencia cuántica mejorada a partir de la incorporación de una capa formada por un cristal coloidal infiltrada con un polímero luminiscente en la región activa del dispositivo por medio de la técnica de deposición por centrifugado (spin coating). Esta aproximación, y su protocolo de fabricación, son completamente novedosos y permiten obtener dispositivos de alta eficiencia respecto a los dispositivos convencionales comercialmente disponibles en el mercado con un costo de fabricación menor debido a la simplificación de procedimientos durante el proceso. Esto debido a que, recientemente, los investigadores involucrados en este proyecto desarrollaron un método que permite la deposición, en un solo paso, de una capa formada por el polímero luminiscente MDMO-PPV infiltrado en un cristal coloidal formado por esferas de Silica de 250 nm de diámetro por el método de deposición por centrifugado, de tal manera que los costos de producción de un OLED no se ven significativamente alterados.Para probar que el dispositivo OLED modificado con cristales fotónicos de sílice efectivamente mejora su eficiencia cuántica, es necesario hacer una comparación directa mediante medidas de electroluminiscencia entre dispositivos modificados y convencionales. Así, en este proyecto, se plantea desarrollar e implementar una metodología que tiene como objetivo realizar las mediciones fotométricas de la eficiencia cuántica de los dispositivos OLED fabricados.