En el último artículo de este mes sobre los LED os presentamos un tipo de LED un poco especial: los OLED (del inglés organic light-emitting diode, diodo orgánico de emisión de luz en español). A la diferencia de los LED, basados en semiconductores, los OLED utilizan una capa de materiales orgánicos (polímeros semiconductores) situada entre dos electrodos, el ánodo y el cátodo. Esta estructura en capas se deposita sobre un substrato.
Estructura de un OLED
Cómo funcionan
Aplicando una corriente entre el ánodo y el cátodo, el cátodo inyecta electrones a la capa de emisión del material orgánico y el ánodo los sustrae, o inyecta huecos, a la capa de conducción. Resulta que la capa de emisión se carga de electrones mientras la capa de conducción se carga de huecos. Al igual que en un LED (como ya explicamos en este artículo anterior), los electrones y los huecos se recombinan emitiendo fotones.
El color de luz emitido por un OLED depende del tipo de molécula orgánica utilizada en la capa emisora. Para obtener una pantalla con varios colores, se pueden depositar varias capas de diferentes polímeros. La intensidad de la radiación emitida se puede modular cambiando la corriente aplicada al dispositivo.
El OLED es un tecnología en pleno desarrollo y, a día de hoy, se utiliza principalmente para pantallas de móviles, tabletas, cámaras digitales y televisores. Los fabricantes de estos dispositivos son, por esta razón, los principales investigadores de esta tecnología. Entre ellos se pueden destacar Samsung, LG y Sony.
Pantalla OLED Sony (fuente: hightech-edge)
Rendimiento y comportamiento frente a otras tecnologías
Los OLED tienen varias ventajas comparándolos con tecnologías más tradicionales como, por ejemplo, el LCD (del inglés liquid crystal display, pantalla de cristal líquido en español).
Tamaño y coste reducidos
Son dispositivos muy finos que se podrían fabricar de forma mucho más económica por impresión de tinta (en inglés inkjet) e incluso por serigrafía. Al ser más delgados y con polímeros, los OLED son también más ligeros que los LCD.
Flexibles
Su espesor reducido y los elementos utilizados (polímeros) les hacen más flexibles que las pantallas LCD. Además, el substrato sobre lo cual se depositan puede ser de plástico, material que ofrece más flexibilidad que el cristal usado como soporte para los LCD.
Contraste superior y tiempo de respuesta más corto
La emisión de luz por parte de un OLED es directa y no necesita retroiluminación como los LCD y por esta razón permiten un contraste más grande. El tiempo de respuesta de un OLED puede hasta 1.000 veces menor que él de un LCD. Esto permite obtener imágenes más nítida sobre todo cuando se pasa de una imagen a otra muy diferente.
Sin embargo, como suele pasar cualquier tecnología en fase de desarrollo, sigue teniendo desventajas con respecto a tecnologías más maduras presentes en el mercado.
Vida reducida
El problema más importante de los OLED es el tiempo de vida limitado de los componentes orgánicos. Actualmente, la vida de un dispositivo OLED es de unas 15.000 horas. En comparación, los LED y los LCD superan los 30.000 horas. Es uno de los ejes de investigación más importantes (Mitsubishi Chemical Corporation consiguió producir un panel OLED de 30.000 horas de funcionamiento).
Sensible al agua
Los materiales orgánicos pueden ser dañados por la humedad y el agua. Por esta razón, es muy importante incluir un proceso durante su fabricación para que el dispositivo sea hermético al agua.
Procesos de fabricación costosos
El desarrollo de los OLED están todavía en una etapa de investigación y el proceso de fabricación sigue siendo caro. La bajada de los costes de manufacturación corresponderá al desarrollo de diseños adaptados a producciones de gran escala.
Bajo rendimiento del OLED azul
El rendimiento actual del OLED azul (de una eficiencia quántica inferior a 10%) es reducido comparado con el rojo y el verde (20%). Además, la vida del OLED azul es más corta y resulta ser un límite importante al desarrollo de pantallas OLED. Sin embargo, es un tema que se está investigando y se han conseguido primeros resultados.
Tipos de OLED
Existen varios tipos de OLED para diferentes usos. PMOLED (OLED de matriz pasiva) y AMOLED (OLED de matriz activa) son los más comunes.
Los PMOLED tiene el cátodo y el ánodo diseñados en forma de bandas, las bandas del cátodo siendo perpendiculares a las bandas del ánodo. La intersección entre las bandas de ambos tipos dan lugar a los pixeles emitiendo la luz. Un circuito electrónico externo proporciona la corriente a bandas seleccionadas para encender, apagar o modular los pixeles. Son dispositivos fácil de fabricar pero consumen más que otros tipos de OLED debido al circuito externo.
Los AMOLED tienen el cátodo y el ánodo formados por capas enteras. El ánodo recubre una matriz de TFT (transistores de película fina) que actúa como circuito para controlar los pixeles de la pantalla. Debido al bajo consumo eléctrico de los TFT, los AMOLED, además de ser más rápidos, consumen menos que los PMOLED.
Existen otros tipos de OLED como, por ejemplo, los TOLED (OLED transparentes), hechos con cátodo, ánodo y sustrato transparentes, que pueden emitir en ambas direcciones (a través del cátodo y del ánodo). Son muy adaptados para pantallas head-up (que permiten dar información al usuario sin cambiar su punto de vista). Los OLED flexibles (FOLED) se fabrican con sustrato de plástico o de otro material flexible. Fabricar textiles inteligentes es una de las posibles aplicaciones de este tipo de OLED.
Ordenador portátil Samsung con pantalla OLED transparente (fuente: endgadet)
Todavía queda poco claro si la tecnología OLED puede ser un excito (o un fracaso) y cuánto tiempo puede tardar a ser competitivo en el mercado. Sin embargo, varias análisis prevén una inversión creciente en la investigación de los OLED para los próximos años. Para terminar este artículo, os dejamos con un video de un festival de tulipanes en Japón para lo cual la empresa Konica Minolta fabricó 5.000 OLED tulipanes… ¡¡¡IMPRESIONANTE!!!
