Los televisores OLED llevan años pegándose por conseguir más brillo, más vida útil y menos consumo, pero hay otra guerra que quizá no llama tanto la atención y es igual de importante: conseguir colores cada vez más puros. Y aquí el verde es especialmente puñetero, porque acercarse de verdad a lo que pide el espacio de color BT.2020 no es precisamente fácil.
El tema está en que un grupo de investigadores de la Gyeongsang National University acaba de desarrollar un nuevo emisor OLED llamado xy-BPhCz que va justo por ahí. Estamos hablando de un material capaz de generar un verde extremadamente estrecho a nivel espectral y que, metido dentro de un OLED sensibilizado, ha conseguido alcanzar una eficiencia cuántica externa máxima del 28%.
Ojo porque ese 28% no significa que el panel transforme mágicamente el 28% de toda la electricidad que consume en luz. Hablamos de EQE o eficiencia cuántica externa, que básicamente mide cuántos fotones consigue sacar el dispositivo respecto a los electrones que entran. Y en un emisor OLED, conseguir una cifra así mientras mantienes un color muy puro es precisamente donde está la gracia.
Han cogido una tecnología pensada para el azul y la han llevado hasta el verde
Aquí viene probablemente la parte más curiosa del trabajo. Los investigadores han partido de DABNA, una familia de materiales MR-TADF conocida precisamente por conseguir emisores azules con una pureza de color brutal. En lugar de inventarse una estructura completamente nueva, han ido modificando esa base hasta conseguir desplazar su emisión hacia el verde.
Para hacerlo han añadido diferentes grupos químicos, entre ellos fenilcarbazol, xileno y t-butilo. Dicho así suena a clase de química de las ocho de la mañana, pero lo importante es bastante sencillo: esos cambios permiten modificar cómo se mueve la energía dentro de la molécula y, al mismo tiempo, evitan que unas moléculas se peguen demasiado a otras.
Y es que cuando estas moléculas empiezan a interactuar demasiado entre ellas, la emisión puede ensancharse y el color pierde pureza. Justo lo contrario de lo que buscamos aquí. Con este diseño, el nuevo xy-BPhCz ha conseguido una eficiencia cuántica de fotoluminiscencia del 84,5% y una anchura espectral de apenas 16 nm cuando está en solución.
El objetivo está claro: acercarse todo lo posible al verde del BT.2020
Aquí es donde empieza a ponerse interesante para futuros televisores. El estándar BT.2020 coloca el verde en unas coordenadas CIE de aproximadamente (0,170, 0,797), un punto bastante extremo que los sistemas de visualización actuales todavía tienen complicado alcanzar completamente.
El nuevo material ha conseguido unas coordenadas de CIE (0,194, 0,739) en solución, es decir, un verde bastante saturado y relativamente cercano a ese objetivo. Cuando los investigadores lo llevaron a un dispositivo OLED TADF real, consiguieron un CIE y de 0,714, junto a una anchura espectral de solo 25,8 nm.
Como digo, cuanto más estrecha es esa emisión, menos se “contamina” el verde con otras longitudes de onda y más puro puede ser el color final que vemos en pantalla. Esa es precisamente una de las grandes ventajas de los emisores MR-TADF frente a otras soluciones orgánicas tradicionales.
Y además consigue una EQE máxima del 28%
La otra pata importante del trabajo está en la eficiencia. Los investigadores utilizaron xy-BPhCz dentro de un OLED sensibilizado mediante fosforescencia, consiguiendo finalmente esa EQE máxima del 28%.
No está mal teniendo en cuenta que no estamos hablando simplemente de sacar mucha luz, sino de hacerlo manteniendo una emisión verde muy estrecha y bastante saturada. Además, el uso de los grupos de fenilcarbazol ayuda también a mejorar el conocido proceso RISC, que permite aprovechar mejor determinados estados excitados dentro del material.
Eso sí, todavía estamos hablando de investigación de laboratorio, no de un panel que LG Display o Samsung Display vaya a empezar a fabricar mañana. Pero el camino está bastante claro: si queremos OLED capaces de cubrir cada vez más BT.2020, no basta con seguir subiendo nits. También necesitamos rojos, verdes y azules mucho más puros, y este nuevo emisor verde acaba de enseñar una forma bastante interesante de conseguirlo.
