¿Cómo Funcionan los Televisores OLED?

Imagínate tener un televisor de alta definición con una pantalla grande, que consume menos energía que un televisor normal que podamos encontrar en el mercado y que puedes enrollar cuando no lo estás usando. ¿Qué tal estaría tener un televisor desplegable en un tu coche? ¿Qué tal tener un monitor que se pueda colgar en la ropa que llevas?

Estos dispositivos pueden ser posibles en un futuro cercano con la ayuda de una tecnología llamada diodos emisores de luz orgánica, acortado como OLED. Son dispositivos formados por material de moléculas orgánicas que crean luz con la aplicación de electricidad.

Los televisores OLED puede proveer de pantallas más brillantes y definidas en dispositivos electrónicos, y usar menos energía que los diodos emisores de luz convencionales o las pantallas LCD usadas hoy en día.

¿Cómo funciona esta tecnología y que modalidades hay? ¿Cómo se compara esta tecnología a otras parecidas, y qué problemas se deben superar antes de comercializar el producto? Para ver todo esto, lo mejor es comenzar por ver los componentes que podemos encontrarnos en uno de estos televisores.

1 – Diodos emisores de luz

Al igual que los diodos convencionales, los diodos emisores de luz orgánica son semiconductores con un espesor de entre cien y quinientos nanómetros, o dicho de otra manera, más de 190 veces más pequeños que un cabello humano.

Pueden llevar dos o tres capas de material orgánico – esta tercera capa integrada después transporta electrones desde el cátodo a la capa de emisión. Para hacer todo más sencillo y entendible, nos centraremos en el diseño de dos capas. OLED consiste en las siguientes partes:

• El substrato, el cual puede ser de plástico, vidrio o papel de aluminio. Esta parte es la que sostiene a los diodos emisores de luz orgánica.
• El ánodo, el cual es transparente, retira los electrones añadiendo “huecos” cuando una corriente fluye a través del dispositivo.
• Las capas orgánicas están formadas de moléculas orgánicas y son dos: la capa conductora, que está hecha de moléculas de plástico orgánico que transportan “huecos” desde el ánodo. Por otro lado está la capa emisora, la cual esta hecha de plásticos orgánicos (diferentes de los de la capa conductora) y que transporta electrones del cátodo (aquí es donde se crea la luz). El polifluoreno es uno de los materiales usados en esta capa.
• Por último está el cátodo, que puede ser transparente o no dependiendo del tipo de OLED. El cátodo inyecta electrones cuando una corriente fluye por el dispositivo.

La parte principal de fabricar estos elementos es aplicar las capas orgánicas en el substrato. De todos modos, una de las principales funciones es como OLED emite la luz. Lo cierto es que lo hace de manera similar que los LEDs convencionales por medio de un proceso llamado electro fosforescencia.

2 – Proceso de electro fosforescencia

El proceso es el siguiente: Una batería eléctrica o fuente de alimentación en el dispositivo que contiene OLED, aplica un voltaje. La corriente eléctrica fluye del cátodo al ánodo por medio de las capas orgánicas (la corriente eléctrica es un flujo de electrones):

• El cátodo le entrega electrones a la capa emisora de moléculas orgánicas.
• El ánodo retira los electrones de la capa conductora de moléculas orgánicas, que es el equivalente de entregar huecos de electrones a la capa conductora).

En la  frontera entre las capas emisoras y conductoras, los electrones encuentras los huecos mencionados anteriormente. Cuando un electrón encuentra un hueco, el electrón rellena el agujero. Cuando esto ocurre, el electrón entrega energía en forma de un protón de luz. Entonces el OLED emite luz.

El color de la luz depende del tipo de molécula orgánica en la capa emisora. Los fabricantes ponen varios tipos de “película” orgánica en el mismo OLED para las pantallas a color. La intensidad o brillo depende de la cantidad de corriente eléctrica aplicada: cuanta más corriente, más brillantes será la luz.

3 – ¿Qué tipos y sistemas OLED hay?

Hay varios tipos de televisores OLED donde hay cuatro principales que nos dan una idea de las posibilidades de esta tecnología. Para empezar, tenemos los OLED transparentes, los cuales solo tienen componentes transparente (substrato, cátodo y ánodo) y cuando están apagados, son casi un 90 por ciento de transparente como su substrato. Cuando una pantalla OLED transparente está encendida, permite que la luz pase en ambas direcciones.

Puede ser activa o pasiva y esta tecnología puede ser usada para carteles de anuncios entre otras cosas. Otro tipo son los OLED emisores, los cuales tienen un substrato opaco o reflectivo. Tiene un diseño más orientado a un sistema activo.

Los fabricantes podrían usar esta tecnología  en pantallas de teléfonos o PDAs. También tenemos los OLED plegables que tienen substratos hechos de láminas metálicas muy flexibles o de plástico. Los OLED plegables son muy ligeros y duran mucho.

Su uso en dispositivos, como pueden ser teléfonos móviles, teléfonos inteligentes y PDA, pueden reducir la posibilidad de avería o de que se rompan, una de los mayores motivos de devolución o reparación. Potencialmente, las pantallas de OLED plegables pueden añadirse a materiales y telas para hacer ropa y crear las llamadas ropas «inteligentes». Las posibilidades de esto varían mucho, pero básicamente se podría integrar en la ropa un chip integrado informático, un teléfono móvil, un receptor GPS y una pantalla OLED para controlarlo todo.

Por último, tenemos los OLED blancos que son los más brillantes, más uniformes y más eficientes gestionando la energía utilizada comparado con las luces fluorescentes. Los OLED blancos también tienen las cualidades de color verdadero del las luces incandescentes.

Al estar los OLEDs hechos de grandes láminas, puede reemplazar a las luces fluorescentes que se usan actualmente en casas y edificios. Su uso podría potencialmente reducir costes en tema de gasto de energía.

El LCD es actualmente la pantalla de elección en pequeños dispositivos y es también muy popular en televisores de gran tamaño. Los LEDs suelen ser el material usado en relojes digitales y otros dispositivos electrónicos.

4 – Ventajas del sistema OLED

El sistema OLED ofrece muchas más ventajas sobre las dos tecnologías anteriores. Las capas orgánicas de plástico de las pantallas OLED son más delgadas, ligeras y más flexibles que los materiales utilizados en los sistemas LCD y LED.

Al ser las capas emisoras de luz de un OLED más ligeros, los substratos pueden ser más flexibles en lugar de rígidos. Los substratos de OLED pueden ser de plástico en lugar de cristal.

Los OLED son más brillantes que los sistemas LED, y al ser las capas orgánicas mucho más delgadas que las utilizadas en los del tipo LED, las capas conductiva y emisora en un OLED puede ser multicapa. Aparte de esto, los LEDs y LCDs requieren cristal, el cual absorbe algo de luz. Los OLEDs no requieren cristal.

Por otra parte, los LCD funcionan de una forma selectiva bloqueando áreas de luz adicionales para hacer que se vean las imágenes que puedes ver, mientras que los OLED generan su propia luz.

Al no necesitar una luz adicional, consumen mucha menos energía que los LCD. Esto es especialmente importante para dispositivos basados en baterías, como pueden ser los teléfonos móviles.

Los OLED son más fáciles de producir y se pueden construir en tamaños más grandes. Al ser esencialmente de plástico, se pueden hacer en láminas más grandes. Esto es mucho más difícil de hacer en otros tipos de material. Otra ventaja es que tienen mayor campo de visión. Los LCDs, al bloquear la luz, heredan algunos obstáculos a la hora de ver las imágenes desde ciertos ángulos.

Al producir los OLED su propia luz, tienen un rango de visión más amplio. Por lo que se ha comentado, parece que los OLED son la tecnología perfecta para todo tipo de pantallas, aunque también conlleva algunos problemas. Uno de ellos es el tiempo de vida que tienen. Duran bastante menos que otros tipos pantallas los elementos externos (como el agua) puede dañar la pantalla fácilmente.

Otro problema es que el proceso de fabricación es algo caro ahora mismo. Sin embargo, una vez que la tecnología esté más desarrollada y perfeccionada, será una competencia fuerte con respecto a lo que conocemos hasta el momento y posiblemente dando un giro a las pantallas venideras.

5 – Futuro de esta tecnología

La investigación y el desarrollo en varios campos de OLED va de una forma acelerada, y también se ha pensado en utilizar con futuras aplicaciones que también están en marcha. Al poder refrescar sus imágenes miles de veces más rápido que otros sistemas de visionado, un dispositivo OLED podría cambiar la información prácticamente en tiempo real. Las imágenes de video podrían ser más realísticas y constantemente actualizadas.

El periódico del futuro podría ser un OLED desplegable que refresca las noticias de última hora al instante. Como un periódico convencional, se podría plegar cuando no lo estás leyendo y llevarlo debajo del brazo o en un maletín. Las posibilidades son grandes, y las veremos a no mucho tardar.