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OLED, La televisión que viene

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El creciente número de fabricantes que están desarrollando visualizadores basados en tecnologías OLED nos hace ver que, en un futuro cercano, la tendencia será esa

Texto: Redacción

El creciente número de fabricantes que están desarrollando visualizadores basados en tecnologías OLED nos hace ver que, en un futuro cercano, la tendencia será esa

OLED son las siglas de Organic Light-Emitting Diode, es decir, diodos emisores de luz orgánicos. Su funcionamiento se basa en una serie de puntos sobre una superficie que se iluminan por sí mismos y cambian de color en función de la intensidad del estímulo eléctrico que reciban. Están formados por moléculas de colores (verde, rojo y azul) que emiten luz cuando son colocadas entre dos electrodos y se les aplica una corriente eléctrica.

Un diodo OLED es un dispositivo semiconductor en estado sólido, constituido habitualmente por dos o tres capas de moléculas orgánicas (polímeros semiconductores). La utilización de moléculas orgánicas en vez de semiconductores inorgánicos (que son los que se emplean en la fabricación de los diodos LED convencionales) resulta un gran avance debido a que la mayor complejidad de las primeras revierte en un rendimiento muy superior. Para obtener dicho efecto, estos dispositivos contienen también dos electrodos, un ánodo y un cátodo, colocados justo encima y debajo de las capas de material orgánico. Esta peculiar configuración proporciona a este dispositivo una estructura similar a la de un sándwich, en el que las dos láminas de pan serían el ánodo y el cátodo, y el relleno estaría constituido por las capas de moléculas orgánicas de plástico.

La electroluminiscencia en materiales orgánicos fue producida en los años 50 por Bernanose y sus colaboradores.

En un artículo de 1977, del Journal of the Chemical Society, Shirakawa, Heeger y MacDiarmid comunicaron el hallazgo de una alta conductividad en poliacetileno con yodo. Recibieron el premio Nobel de química de 2000 por el “descubrimiento y desarrollo de conductividad en polímeros orgánicos”.

En un artículo de 1990, de la revista Nature, Burroughs y sus colaboradores comunicaron la investigación de un polímero de emisión de luz verde con una alta eficiencia.

Como aplicación en el campo de los visualizadores, la tecnología OLED fue desarrollada en 1979 por ingenieros de Kodak. El hecho de que en aquella época no pudiera funcionar en color retrasó su aplicación hasta la década de los 90, cuando Pioneer la utilizó en la pantalla de algunos autorradios. Lo novedoso es su aplicación en visualizadores de gran diagonal, ya que hasta ahora se ha venido utilizando con cierta frecuencia en displays pequeños. Por ejemplo, su primer uso fue en la cámara Kodak Easyshare LS633, en el año 2002. A partir de ahí, su presencia ha sido frecuente en numerosos dispositivos como teléfonos móviles o reproductores Mp3.

También se ha utilizado con cierta asiduidad como monitor de ordenador, tanto en equipos de sobremesa como portátiles. El pionero en la aplicación de este tipo de tecnologías a la informática fue Sony, que incluso a día de hoy está incluyendo pantallas OLED en sus nuevos VAIO.

Existen muchas tecnologías OLED diferentes, tantas como la gran diversidad de estructuras y materiales que se han podido idear para contener y mantener la capa electroluminiscente, así como según el tipo de componentes orgánicos utilizados.

Las principales ventajas que ofrecen son: menor coste, mayor escalabilidad, mayor rango de colores, más contrastes y brillos, mayor ángulo de visión, menor consumo y, en algunas tecnologías, flexibilidad, lo que nos permitirá disponer de pantallas enrollables. Sin embargo, la rápida degradación de los materiales empleados en la fabricación ha limitado su uso por el momento. Actualmente, se está investigando para dar solución a los problemas derivados, hecho que hará de los OLEDs una tecnología que puede reemplazar la actual hegemonía de los visualizadores LCD (TFT) y de las de plasma.

Por todo ello, OLED puede y podrá ser usado en todo tipo de aplicaciones: televisiones, ordenador, dispositivos portátiles (teléfonos móviles, PDAs, reproductores Mp3...), indicadores de información o de aviso, etc. con formatos que, bajo cualquier diseño, irán desde unas dimensiones pequeñas (2”) hasta enormes tamaños (equivalentes a los que se están consiguiendo con LCD). Mediante ellos también se pueden crear grandes o pequeños carteles de publicidad, así como fuentes de luz para iluminar espacios generales. Además, algunas tecnologías tienen la capacidad de tener una estructura flexible, lo que tal vez en un futuro dé lugar a pantallas sobre ropa y tejidos e incluso usos quirúrgicos.

En lo que se refiere a su funcionamiento, está compuesto por dos finas capas orgánicas: capa de emisión y capa de conducción, que a la vez están comprendidas entre una fina película que hace de terminal ánodo y otra igual que hace de cátodo. En general, estas capas están hechas de moléculas o polímeros que conducen la electricidad. Sus niveles de conductividad eléctrica van desde los aisladores hasta los conductores, y por ello se llaman semiconductores orgánicos. La elección de los materiales orgánicos y la estructura de las capas determinan las características de funcionamiento del dispositivo: color emitido, tiempo de vida y eficiencia energética.

Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo es positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en este sentido. De esta manera, el cátodo proporciona electrones a la capa de emisión y el ánodo los obtiene de la capa de conducción.

A continuación, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conducción se rellena con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electroestáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más cerca de la capa de emisión, porque en los semiconductores orgánicos los huecos son más móviles que los electrones (al contrario de lo que sucede con los semiconductores inorgánicos).

La recombinación es el fenómeno en el que un átomo atrapa un electrón. Dicho elemento pasa de una capa energética mayor a otra menor, liberándose una energía igual a la diferencia entre energías inicial y final, en forma de fotón.

Este proceso causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa un punto de luz en un color determinado. La suma de muchas de estas recombinaciones que ocurren de forma simultánea es lo que llamaríamos imagen.

Las tecnologías OLED tienen numerosas ventajas respecto a los visualizadores más empleados actualmente, es decir, LCD y plasma:



1. Menor consumo de energía. No necesitan la tecnología backlight, es decir, un elemento apagado realmente no produce luz y no consume energía, a diferencia de los LCDs que no pueden mostrar un verdadero “negro” y lo componen con luz, consumiendo energía continuamente. Así, los OLEDs muestran imágenes con menos potencia de luz, y cuando son alimentados desde una batería pueden operar largamente con la misma carga.

2. Serán más económicos, en el futuro. En general, los elementos orgánicos y los sustratos de plástico serán mucho más baratos. También, los procesos de fabricación en cadena pueden disminuir los costes de producción.

3. Más brillo y contraste. Los píxeles emiten luz directamente, de manera autónoma. Por eso, respecto a los LCDs permiten un rango más amplio de colores y mayor ángulo de visión.

4. Son más delgados y flexibles. Por una parte, las capas orgánicas de polímeros o moléculas son más delgadas, luminosas y mucho más flexibles que las capas cristalinas de un LED o LCD. Por otra parte, en algunas tecnologías el sustrato de impresión puede ser el plástico, que ofrece flexibilidad frente a la rigidez del cristal que da soporte a los LCDs o pantallas de plasma.

5. Más escalabilidad y nuevas aplicaciones. La capacidad futura de poder escalar las pantallas a grandes dimensiones hasta ahora ya conseguidas por los LCDs y, sobre todo, poder enrollar y doblar las pantallas en algunas de las tecnologías OLED que lo permiten, abre las puertas a todo un mundo de nuevas aplicaciones que están por llegar.



Lógicamente, como todas las nuevas tecnologías, también tiene algunas desventajas que nombramos a continuación:

1. El agua puede estropear de forma definitiva los dispositivos OLED.

2. El impacto medioambiental. Está comprobado que los componentes orgánicos (moléculas y polímeros) son difíciles de reciclar (alto coste, complejas técnicas). Ello puede causar un impacto al medio ambiente muy negativo en el futuro.

3. Durabilidad corta. Las capas OLED verdes y rojas tienen largos tiempos de vida (10.000 a 40.000 horas), pero actualmente las azules tienen mucha menos duración (sólo 1.000 horas).

4. Proceso de fabricación caro. Actualmente, la mayoría de tecnologías OLED están en fase de investigación, y los procesos de fabricación (sobre todo inicialmente) son económicamente elevados, a no ser que se apueste por un diseño que se utilice en economías de escala, algo que actualmente no está previsto.



En la actualidad, existen investigaciones para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad. De momento, no hay ninguna fecha para su comercialización, pero ya se está hablando de cómo hacerlo para su fabricación masiva. Con esta tecnología se podrían construir todo tipo de pequeños aparatos eléctricos que mediante su propio display se podrían autoabastecer de energía.

Como conclusión, y aunque en este artículo hemos hablado en numerosas ocasiones en futuro, ya hemos comprobado que el OLED es una realidad presente. Una prueba palpable la hemos tenido en el IFA 2008 donde fabricantes tan importantes como Sony o Samsung han presentado ya televisiones con esta tecnología con diagonales superiores a 30”. La única pregunta que nos queda por responder es el plazo en el que tendremos uno en casa, pero seguro que será antes de lo que imaginamos.