El OLED azul vuelve a darnos una de esas noticias que merece la pena seguir de cerca. Y es que si hay un color que lleva años dando guerra a los fabricantes de paneles es precisamente este: conseguir un azul puro, eficiente y capaz de mantener ese rendimiento cuando aumenta el brillo sigue siendo bastante más complicado que hacer lo mismo con rojo o verde.
Ahora tenemos un nuevo avance publicado el 29 de septiembre en Nature Communications que ataca precisamente esa parte. Un grupo de investigadores ha desarrollado una nueva configuración molecular denominada Bridged Resonance, con la que han conseguido fabricar OLED azules capaces de alcanzar una eficiencia cuántica externa, o EQE, de hasta el 42,6%.
Y ojo, porque el dato importante no termina ahí. Los investigadores también han conseguido reducir el famoso efficiency roll-off, es decir, esa caída de eficiencia que aparece cuando obligamos al OLED a trabajar con más intensidad. En otras palabras, no solo han conseguido sacar mucha luz aprovechando mejor la energía, sino hacerlo evitando que el rendimiento se desplome tan rápido.
Una nueva arquitectura para controlar mejor lo que ocurre dentro del OLED azul
El trabajo se centra en los conocidos como materiales MR-TADF, siglas de Multi-Resonance Thermally Activated Delayed Fluorescence. Son materiales especialmente interesantes para pantallas porque permiten producir emisiones de luz muy estrechas espectralmente, algo fundamental si queremos azules muy puros y una reproducción del color cada vez más precisa.
El problema está en lo que ocurre con los excitones dentro del material. Dicho de una forma bastante sencilla, parte de la energía generada puede acabar perdiéndose antes de convertirse en los fotones que finalmente vemos salir del píxel. Cuanto peor controlemos todo ese proceso, menor eficiencia tendremos y más complicado será mantenerla cuando aumentamos la intensidad.
Aquí entra precisamente la nueva estructura Bridged Resonance. Los investigadores la han utilizado para modificar los estados excitados tripletes de dos nuevas moléculas, llamadas BNCz-BOCz y BNA-BOCz. Con ello han conseguido un alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia, una pequeña diferencia energética entre los estados singlete y triplete y una interacción espín-órbita más fuerte. Todo ello ayuda a recuperar energía que, de otra forma, podría terminar desperdiciándose.
Hasta un 42,6% de EQE y un azul muy estrecho
Los primeros dispositivos fabricados directamente con estos emisores ya consiguieron cifras bastante serias. El OLED basado en BNCz-BOCz alcanzó un 40,2% de EQE, mientras que el dispositivo con BNA-BOCz llegó al 36,9%. Además, consiguieron emisiones azules estrechas con valores CIEy de 0,21 y 0,08, respectivamente, entrando este último ya en el terreno del deep blue.
Pero todavía quedaba otra vuelta de tuerca. Al utilizar estas moléculas dentro de una arquitectura hiperfluorescente, el dispositivo con BNCz-BOCz subió hasta ese espectacular 42,6% de eficiencia cuántica externa, mientras que el segundo alcanzó un 40,7%. Son precisamente estos dispositivos los que, además, mostraron una menor caída de eficiencia al aumentar su nivel de funcionamiento.
Para ponerlo en contexto con algo que ya hemos contado en AVPasión, el pasado mes de abril vimos otro OLED azul experimental que había llegado al 36,7% de EQE. Aquel dispositivo utilizaba otra arquitectura y además estaba procesado en solución, así que no sería correcto enfrentar ambas cifras como si fueran exactamente el mismo tipo de OLED. Pero sí sirve para ver hasta qué punto se está moviendo la investigación alrededor del difícil emisor azul.
El brillo y la eficiencia avanzan, pero todavía queda la vida útil
Hay una parte que conviene separar de todo lo anterior. Este nuevo trabajo no demuestra que hayamos resuelto de golpe la degradación del OLED azul ni ofrece un televisor listo para producción. La investigación se centra principalmente en mejorar la dinámica de los excitones, la pureza de la emisión y la eficiencia electroluminiscente.
Y esto es importante porque eficiencia y vida útil no son exactamente lo mismo. El azul sigue siendo particularmente delicado precisamente porque trabajar con fotones de mayor energía termina castigando más los materiales orgánicos, y por eso la industria lleva años investigando alternativas como PHOLED azul, TADF, MR-TADF e hiperfluorescencia.
Lo interesante de este nuevo método es que consigue combinar una EQE máxima del 42,6%, una emisión azul muy estrecha y una menor pérdida de eficiencia cuando aumenta la exigencia del dispositivo. Todavía hablamos de investigación de laboratorio, pero acaba de añadir otra pieza bastante seria al puzle de conseguir ese OLED azul que la industria lleva años persiguiendo.
