El desarrollo de materiales emisores OLED es crucial para el rendimiento de las pantallas OLED. La mayoría de estas pantallas utilizan emisores de colores rojo, verde y azul. Mientras que los emisores comerciales actuales de OLED rojo y verde alcanzan casi un 100% de eficiencia cuántica interna (IQE), los emisores azules sufren de una eficiencia baja, alrededor del 25%. Esto implica que tres cuartas partes de la energía se desperdician. La transición a un emisor azul con un 100% de IQE podría mejorar la eficiencia total de la pantalla en un 20-30%.
Durante años, se han realizado esfuerzos intensivos de I+D para desarrollar emisores OLED azules más eficientes. Este artículo detalla los esfuerzos líderes y las tecnologías en competencia hacia ese objetivo. El primer emisor OLED azul en llegar al mercado podría generar miles de millones de dólares en ingresos en los próximos 5-10 años.
Un emisor OLED debe ofrecer alto rendimiento en cuatro métricas principales: eficiencia, punto de color, vida útil y espectro de emisión. Además, debe ser fácil de sintetizar. Lograr tres de estas métricas ha sido relativamente fácil para los desarrolladores de materiales, pero diseñar un material que sea eficiente, duradero y con un punto de color azul profundo ha sido extremadamente desafiante. Para añadir complejidad, el diseño de toda la pila de materiales OLED debe tenerse en cuenta, no solo la capa del emisor OLED (por ejemplo, también el host, ETL, EIL, HIL y otras capas). Hay dos rutas principales hacia emisores azules de mayor eficiencia: basados en emisión de fosforescencia (Gen-2) o TADF/HF (Gen-3 / Gen-4).
Protagonistas en el desarrollo de emisores OLED azules
Universal Display Corporation (UDC), líder en la producción de emisores OLED, está lista para lanzar su primer emisor azul de fosforescencia comercial a finales de 2024. Según algunos informes, estos emisores iniciales podrían sufrir de una vida útil limitada (alrededor del 50% en comparación con los emisores azules actuales), lo que podría limitar su adopción. Sin embargo, si UDC lanza el material a finales de año, es posible que veamos las primeras pantallas comerciales que utilicen un dispositivo OLED completamente PHOLED durante 2025. La adopción de los materiales de UDC probablemente será rápida, ya que la empresa ya cuenta con casi todos los productores de AMOLED como clientes.
Kyulux, con sede en Japón, desarrollador de emisores de hiperfluorescencia de cuarta generación, también informa de un rápido progreso, y la empresa ha declarado que espera lograr un emisor azul de hiperfluorescencia comercial para 2025. Los emisores de hiperfluorescencia son eficientes y también ofrecen un espectro de emisión estrecho, lo que podría darles una ventaja sobre los emisores PHOLED.
Innovaciones y desarrollos emergentes
Varias empresas en etapas iniciales, como beeOLED y Noctiluca, están desarrollando emisores OLED azules utilizando plataformas de materiales novedosas. Es probable que ambas empresas necesiten al menos 3-5 años más para que la tecnología madure. Se estima que se requieren al menos 100 millones de dólares para diseñar y comercializar un nuevo emisor OLED, si la I+D tiene éxito. Esta es una operación costosa y compleja que puede tomar muchos años y requiere capacidades de I+D y químicas de alta gama, la capacidad de producir muchas muestras de dispositivos completos y un fuerte desarrollo y ejecución empresarial.
Varios investigadores en todo el mundo están explorando nuevas ideas para diseñar emisores OLED azules. En junio de 2024, por ejemplo, investigadores de la Universidad de Manchester, la Universidad de Cambridge y la Universidad de Finlandia Oriental, dirigidos por el Dr. Alexander Romanov, desarrollaron un nuevo material emisor OLED de azul profundo Carbene-Metal-Amide (CMA) con una vida útil operativa prometedora. Un mes antes, investigadores del Reino Unido y China desarrollaron un nuevo diseño de emisor OLED azul, basado en moléculas 5Cz-BO, que ofrece una emisión altamente eficiente con un espectro de emisión estrecho. Estos son resultados prometedores, pero son esfuerzos en etapas muy tempranas.
Muchos desarrolladores de materiales e investigadores están utilizando tecnologías novedosas de IA y Aprendizaje Automático para ayudar a acelerar el proceso de descubrimiento de materiales y predecir el rendimiento de nuevas moléculas. Estas tecnologías y plataformas son prometedoras, pero incluso con estas herramientas, aún no hemos presenciado la comercialización real de un emisor azul eficiente.
El desarrollo de emisores OLED azules eficientes es un campo en evolución con un potencial significativo. Con avances prometedores de empresas líderes como UDC y Kyulux, junto con esfuerzos de I+D en todo el mundo, el futuro de las pantallas se perfila como más brillante y eficiente. La carrera hacia el emisor azul perfecto está en marcha y los primeros en llegar al mercado tendrán una ventaja considerable en esta lucrativa industria.
