Il problema degli schermi blu potrebbe finalmente avere una soluzione grazie a una scoperta che arriva dal Giappone. Un team di ricercatori dell'Institute of Science Tokyo è riuscito a sviluppare un diodo organico a emissione di luce (OLED) in grado di produrre un blu profondo e purissimo alimentato da una semplice batteria da 1,5 volt. Si tratta di un risultato che potrebbe rivoluzionare il settore dei display, dalle televisioni agli smartphone, dove il colore blu ha sempre rappresentato il tallone d'Achille della tecnologia.
Gli OLED sono ormai diffusi nei dispositivi di uso quotidiano, ma non tutti i colori si comportano allo stesso modo. Mentre rosso e verde si ottengono con relativa facilità, il blu richiede molta più energia per essere generato e tende a degradarsi più rapidamente nel tempo. Fino ad oggi, per ottenere emissioni blu di qualità erano necessari voltaggi superiori ai 3 volt, con conseguente aumento dei consumi energetici e limitazioni nella durata dei dispositivi. Questa difficoltà tecnica ha rappresentato un ostacolo significativo per lo sviluppo di display di nuova generazione con gamut cromatico esteso.
Il gruppo di ricerca guidato dal professor associato Seiichiro Izawa ha affrontato la questione da una prospettiva completamente nuova, concentrandosi sui UC-OLED (OLED a upconversion), una tipologia di dispositivi che funziona attraverso un processo chiamato annichilazione tripletto-tripletto. A differenza degli OLED tradizionali, dove elettroni e lacune si incontrano direttamente nello strato emissivo, in questo sistema il processo avviene all'interfaccia tra gli strati di trasporto, creando stati eccitati che poi generano luce attraverso un meccanismo più complesso ma potenzialmente più efficiente.
Il vero nodo della questione riguardava la purezza del colore. Le versioni precedenti di UC-OLED producevano un blu cielo con uno spettro troppo ampio, inadatto agli standard professionali. Il problema risiedeva nella tendenza dei droganti – le molecole responsabili dell'emissione luminosa – a intrappolare le lacune positive. Senza elettroni liberi disponibili per neutralizzare queste cariche, si creava un accumulo che rallentava il movimento degli altri portatori di carica e comprometteva l'efficienza del dispositivo.
I ricercatori hanno inizialmente sperimentato con materiali della famiglia DABNA, noti per produrre emissioni molto strette. Tuttavia, questi composti hanno innalzato il voltaggio operativo di 1-2 volt a causa della loro struttura elettronica. Il livello energetico HOMO di questi materiali era superiore a quello del materiale ospite, trasformando le molecole in vere e proprie trappole per le cariche positive. L'intuizione chiave è arrivata osservando che quando queste trappole erano abbastanza "superficiali", l'energia termica permetteva alle lacune di liberarsi.
Partendo da questa osservazione, il team ha sviluppato una nuova classe di droganti chiamata QAO, acronimo di quinolinoacridine-dione. Questi composti appartengono alla categoria delle molecole a multi-risonanza con fluorescenza ritardata attivata termicamente. La caratteristica distintiva è che i loro livelli HOMO sono più bassi rispetto al materiale ospite, evitando così la formazione di trappole e garantendo un trasporto fluido delle cariche.
All'interno della famiglia QAO, un derivato specifico ha mostrato prestazioni eccezionali: il tB-CZ2CO, dotato di gruppi laterali tert-butilici ingombranti. I dispositivi contenenti appena lo 0,5% di questo materiale hanno generato emissioni blu profondo a 447 nanometri con una larghezza di banda estremamente ridotta di soli 20 nanometri. Questi parametri soddisfano pienamente i rigorosi standard BT.2020, il riferimento internazionale per i display a gamut cromatico ultra-ampio di prossima generazione.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Advanced Optical Materials il 30 settembre 2025, ha coinvolto anche il professor Yutaka Majima e diversi studenti di dottorato e master dell'istituto giapponese. Secondo Izawa, la ricerca non si limita a risolvere un problema tecnico specifico, ma stabilisce un quadro razionale per progettare UC-OLED blu ad alta purezza cromatica ed efficienza energetica, con implicazioni che vanno ben oltre le applicazioni attuali.
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