Em 17 de fevereiro, a Lordin, uma empresa sul-coreana de materiais OLED, anunciou no Fórum de Inovação OLED Coreia-Índia, realizado em Hyderabad, Telangana, Índia, que produzirá em massa materiais OLED fosforescentes azuis ainda este ano.
Os OLEDs consistem em materiais auto-emissivos. Com base nos mecanismos de emissão, os OLEDs são categorizados em tipos fosforescentes e fluorescentes. Os OLEDs fluorescentes têm uma eficiência interna de apenas 25%, enquanto os OLEDs fosforescentes podem teoricamente atingir 100%. No entanto, os materiais fosforescentes são menos estáveis do que os fluorescentes, tornando a comercialização desafiadora. Entre as três cores primárias (RGB), os OLEDs fosforescentes vermelhos e verdes já foram comercializados, mas os OLEDs fosforescentes azuis — que consomem mais energia — sofrem de curtas vidas úteis e têm sido difíceis de aplicar em painéis reais.
O chefe do instituto de pesquisa da Lordin declarou: “Em estruturas fluorescentes, três quartos da energia é perdida como calor, e esse calor encurta diretamente a vida útil do dispositivo.”
Em OLEDs, elétrons e lacunas se encontram e emitem luz na camada emissora (EML) entre o ânodo e o cátodo. Os éxcitons — estados ligados de elétrons e lacunas — desempenham um papel fundamental. Dependendo das combinações de spin, éxcitons singlete e tripleto se formam em uma proporção de 1:3. Materiais fluorescentes convencionais só podem converter éxcitons singlete (25%) em luz, com os 75% restantes dissipados como calor.
Materiais fosforescentes utilizam éxcitons tripleto para emissão de luz também, permitindo uma eficiência interna teórica de 100%. Isso significa emissão mais brilhante com a mesma corrente, ou brilho igual com menor consumo de energia.
A Lordin observou: “Quando a eficiência é aumentada de 25% para 100%, o brilho pode ser quadruplicado com a mesma corrente, e espera-se que o consumo de energia diminua em pelo menos 25-50%.”
Espera-se que isso traga benefícios diretos, como maior vida útil da bateria de smartphones, HDR mais brilhante para TVs e melhor visibilidade externa.
A base da P&D de fosforescência azul é a estabilidade térmica. Os materiais devem suportar o calor de processos de fabricação contínuos por mais de uma semana, mantendo o desempenho inicial.
A Lordin enfatizou: “Antes de buscar a eficiência, fundamentos como a estabilidade térmica devem primeiro ser garantidos.”
A empresa focou em fortalecer a estabilidade da estrutura molecular. Usando substituição de deutério, ela converte ligações carbono-hidrogênio em ligações carbono-deutério, reduzindo a energia vibracional molecular e retardando a degradação. A Lordin apontou: “A deuteração desempenha um papel indispensável na extensão da vida útil dos materiais azuis.”
A empresa também está buscando ativamente a simplificação do processo. Sistemas típicos usam estruturas multicomponentes, como hosts tipo N, hosts tipo P e dopantes. A Lordin propôs uma estrutura proprietária chamada ZETPLEX, que combina um host e um dopante específicos. O conceito é reduzir componentes para minimizar variáveis durante a deposição a vácuo e simplificar o controle do processo.
“Estruturas simplificadas ajudam a garantir uniformidade na produção em massa, e a estabilidade e as características de tensão de acionamento também estão melhorando”, enfatizou a Lordin.
A Lordin declarou que o desenvolvimento em eficiência, vida útil e tensão de acionamento entrou na fase final. Em particular, a vida útil melhorou drasticamente em relação às amostras iniciais, com mais espaço para aprimoramento.
O chefe do instituto de pesquisa disse: “Estamos otimizando materiais e estruturas de dispositivos simultaneamente. Nosso objetivo é ir além da P&D e realmente lançar a produção em massa e a aplicação ainda este ano.”
Se os materiais fosforescentes azuis entrarem em produção em massa, espera-se que a estrutura de lucro da indústria OLED mude. Menor consumo de energia com o mesmo brilho remodelará as estruturas de custo dos painéis, enquanto o calor reduzido estenderá a vida útil do painel e melhorará a confiabilidade. As aplicações cobrirão uma ampla gama, incluindo OLEDs de TI, TVs de grande porte e dispositivos de realidade estendida (XR) de próxima geração. Observadores da indústria acreditam que, uma vez que a tecnologia fosforescente azul amadureça, os OLEDs passarão por outra mudança geracional.
Embora os OLEDs já superem os LCDs em qualidade de imagem, ainda há espaço para melhorias em eficiência energética, vida útil e estabilidade de fabricação.
A Lordin comentou: “A fosforescência azul não é uma opção — é um estágio necessário. A adoção desta tecnologia abrirá a próxima década de OLEDs.”
