◊ El Blog de Lîtus ◊

___Este artículo fue un trabajo para la universidad, en la asignatura Dispositivos Electrónicos. Univertitat Politècnica de Catalunya.



___En el mundo de la electrónica de consumo, uno de los dispositivos que han evolucionado más rápidamente son los que permiten mostrar información al usuario, los displays. Dentro de ese mundillo hace ya tiempo que suena el nombre OLED, y casi todo son augurios y buenos presagios, pero detengámonos y estudiemos qué es eso a lo que llaman OLED, y detallemos qué nos ofrece.



___Antes de empezar con lo que es y lo que no es un OLED veamos de qué dispositivos disponía un usuario para recibir información, es decir qué medios tenían los aparatos para comunicarse con el usuario.


___Si hablásemos de pantallas, a todos nos resultaría familiar el término LCD, y si hablásemos de dispositivos electrónicos en general tampoco nos resultaría extraño el nombre LED. Cada cual con su función los dos dispositivos han echado raíces y se han consolidado por sus características.

El LED
___El diodo emisor de luz (Light-Emitting Diode) es un componente que, como su nombre indica, emite rayos de luz, mediante corriente eléctrica. Está formado por un diodo que con sus dos polos dopados ejerce de medio para los electrones, que se desprenden en fotones al ocupar los huecos del semiconductor P. Actualmente se están desarrollando aplicaciones como el uso de LEDs en vez de lámparas incandescentes.

Las LCD
___La pantalla de cristal líquido (Liquid Crystal Display), también fue un gran avance en el sector. Ésta contiene celdas, llenas de un material cristalino que se orienta con un ángulo u otro dependiendo de la energía eléctrica que reciben. De esta forma se puede impedir que la luz traviese esas celdas, dejándolas oscuras. Los antiguos móviles, son un vivo ejemplo de esta experiencia; en ellos sólo se podía distinguir el color negro y el que tuviese la pantalla (que solía ser verde, anaranjado o azul). Las pantallas más modernas, ya combinaban los tres colores primarios para ofrecer un display a todo color.



___Las siglas OLED provienen del ya conocido LED, pero con un añadido: orgánico. Para explicar en qué consiste un OLED, deberíamos centrarnos primero en el mundo de la electrónica molecular, o moletrónica. Ésta es la rama de la ciencia que estudia el uso de moléculas orgánicas en la electrónica. Los primeros trabajos acerca de la transferencia de cargas eléctricas entre moléculas fueron realizadas en 1940, pero fue en 1974 cuando de desarrolló el primer dispositivo moletrónico: un biestable de melanina. Las principales ventajas de la electrónica molecular frente a la tradicional basada en materiales inorgánicos, como el silicio, son la facilidad de fabricación, maleabilidad, bajo coste y mayor escala de integración. Todo ello ha dado paso a la creación de componentes semiconductores orgánicos cómo el transistor orgánico o el mismo OLED.


___Es de estos materiales orgánicos (polímeros) de los que se compone un OLED.




___El diodo orgánico se compone de tres partes, dos de ellas, son las que forman parte del diodo en si: el ánodo y el cátodo. La tercera, y la característica en este componente, es la capa de material orgánico, que es donde se produce la luz. Una vez realizado el biestable orgánico de melanina, se observó que al cambiar de estado, emitía una ligera chispa en su interior. Fruto del estudio de este comportamiento, se descubrió cómo emitir luz mediante corriente entre dos polímeros de moléculas orgánicas, diferentes. En el siguiente esquema se puede observar cómo están distribuidos los diodos OLED:

• El sustrato: es la parte que soporta el OLED. Está compuesto de un material plástico transparente, cristal, o algún tipo de metal.
• El ánodo: éste añade huecos (o lo que sería equivalente, quita electrones)
• El cátodo: Inyecta electrones cuando la corriente fluye entre el dispositivo. Puede ser de un material transparente, dependiendo del tipo de OLED.
• Las capas orgánicas:
  
  • Capa conductiva: Esta capa está formada por un material plástico orgánico (polímero de moléculas orgánicas) que transporta “huecos” desde el ánodo. Uno de los materiales que suele usarse para esta capa, es la polyanilina.
  • Capa emisora: Esta capa también está compuesta por un material plástico orgánico diferente al de la capa conductiva. Transporta electrones del cátodo; es donde se crea luz. El polímero que suele usarse es el polyfluoreno.

Con estos materiales, los OLED emiten luz. Lo hacen de una forma muy parecida a los LEDs convencionales. El proceso se llama electrofosforescencia: la corriente eléctrica transporta electrones desde el cátodo hasta el ánodo, haciendo que éstos traviesen los dos polímeros, la capa conductiva y la emisora. El ánodo quita electrones de la capa conductora, dejando huecos que deben ser rellenados por electrones. Estos huecos “saltan” a la capa emisora y se recombinan con los electrones. Como los electrones se colocan en los huecos de un átomo que “busca” un electrón, sueltan su energía extra en forma de fotones, y son estos fotones la luz que emiten los OLED. De facto, lo novedoso de estos dispositivos es el hecho de que se recombinen electrones y huecos en un material orgánico.


___El color de la luz depende exclusivamente del tipo de polímero usado en la manufactura del OLED. Los fabricantes suelen combinar distintos materiales colocados uno al lado de otro, para formar colores en base a los tres colores lumínicamente primarios.


___Pero la parte más compleja de la fabricación de un OLED es la unión del sustrato con las capas orgánicas. Existen tres métodos diferentes. [...] Una posibilidad es la llamada Inkjet Printing (impresión por chorro de tinta). Es la más usada, eficiente y barata. Se basa en la impresión de estos materiales orgánicos. Sería como imprimir puntos de tinta en un papel. Las moléculas orgánicas son rociadas en los sustratos con precisión. Esta técnica permite crear grandes pantallas de OLED usando un sustrato común para todos los OLED.

[...]



___Los beneficios de los OLED son evidentes:

• Los materiales orgánicos permiten la creación de pantallas más delgadas (mucho más), flexibles y más brillantes, eliminando prácticamente los problemas de ángulo de visión, que tenían la mayoría de LCDs.
• Consumen menos que un LED o un LCD, y son más fáciles de fabricar.

Pero, como todo en este mundo, tiene sus inconvenientes:

• Vida de un OLED: Mientras que un LED suele tener entre 50.000 y 80.000 horas de vida, la de un OLED suele encontrarse entre las 10.000 y las 40.000 horas. Aunque eso depende del color, cada polímero se degrada con un una facilidad u otra, y el plástico usado para la luz azul únicamente se degrada a las 1.000 horas de funcionamiento.
• Fabricación: Actualmente es un poco cara.
• Agua: El agua puede dañar notoriamente un sistema compuesto de OLEDs.

___Por terminar, simplemente elucubrar sobre posibles aplicaciones que el estudio del comportamiento de los OLED podría derivar. ¿Cuantos de nosotros hemos visto en las películas futuristas del moderno Hollywood, las pantallas delgadas como un papel que todos los protagonistas tienen en casa? Eso es posible con tecnología basada en OLEDs. ¿O quién no puede imaginar un periódico que no use papel? Un periódico flexible, que podamos doblar a gusto y llevar bajo el brazo, pero que imprima las noticias como si fuera una página de internet. Con sólo una “hoja” podríamos tener el periódico entero, y actualizarlo gratuitamente cuándo queramos, conectándolo al sistema servidor inalámbricamente. No es ciencia ficción, simplemente es explotación de un concepto que nace de la creación de pantallas OLED flexibles (Imagen 2).

___¿Hasta dónde llegaremos? La tecnología dirá.

Carles Araguz López
Abril de 2007


Video: Pantallas Sony de tecnología OLED, en el CES 2007

El artículo completo (6 páginas), y la bibliografía aquí (archivo .DOCX).

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