Muñequera con pantalla OLED flexible

oy día, la mayoría de los teléfonos, ordenadores portátiles y televisores usan pantallas de cristal líquido (LCD), controladas por componentes electrónicos incorporados en el vidrio. Para crear pantallas de bajo consumo que sean controladas por componentes electrónicos flexibles, ligeros y que no se rompan como lo hace el cristal, muchas empresas están recurriendo a los diodos orgánicos emisores de luz (OLED). Los píxeles en las pantallas OLED reemplazan las capas de componentes electrónicos y filtros en las pantallas LCD por moléculas de tinte orgánico capaces de emitir luz en respuesta a la corriente eléctrica.

De cara a los consumidores, los OLEDs flexibles podrían usarse en aparatos electrónicos portátiles con hermosas pantallas que no desgasten la vida de la batería y no se rompan en caso de caída. Sin embargo, hasta ahora, ninguna empresa ha desarrollado métodos de producción económicamente viables para la producción de OLEDs flexibles con una vida suficiente y una calidad constante. El ejército de los EE.UU. ha estado financiando su desarrollo con el objetivo de proporcionar a los soldados una serie de dispositivos de comunicación robustos y delgados, que puedan mostrar mapas y vídeo sin añadir demasiado peso a su carga.

Los nuevos prototipos de pantalla usan materiales OLED eficientes desarrollados por Universal Display en Ewing, Nueva Jersey, y se basan en unos controles electrónicos sobre superficies metálicas desarrollados por LG Display, con sede en Seúl, Corea del Sur. Los dispositivos fueron diseñados por L-3 Display Systems en Alpharetta, Georgia. La pantalla es de 4,3 pulgadas. Como parte de las pruebas de demostración militares, el dispositivo ha sido utilizado para transmitir vídeo en tiempo real procedente de vehículos aéreos no tripulados.

"Estos prototipos no representan tanto un avance importante sino un progreso continuado en muchos frentes", afirma Janice Mahon, vicepresidenta de desarrollo de tecnología en Universal Display. Esos frentes incluyen a los materiales OLED mismamente, los componentes electrónicos que los controlan, y la integración y el empaquetado de los productos.

La primera generación de materiales OLED, que se utilizan hoy día en las pantallas de los teléfonos móviles con base de vidrio y en algunos televisores pequeños, pueden convertir sólo el 25 por ciento de la corriente eléctrica en luz, y el resto se pierde en forma de calor. Universal Display está diseñando y desarrollando unos materiales que funcionan mediante un mecanismo diferente y que tienen una eficacia teórica del 100 por ciento. Los prototipos para el Ejército utilizan un conjunto completo de materiales fosforescentes; las empresas no han dado a conocer las especificaciones sobre el consumo de energía, aunque Mahon afirma que las pantallas realizadas con estos materiales usan un cuarto de la potencia de un OLED convencional.

Samsung Mobile Display, el mayor fabricante de pantallas OLED, actualmente utiliza materiales fosforescentes rojos de Universal Display en sus productos; Samsung y otras empresas están evaluando los materiales verdes. Aquellos materiales fosforescentes que funcionan con luz de energía más alta, como el azul, tienden a ser menos estables a lo largo del tiempo y han tardado más tiempo en ser desarrollados. Las compañías no han revelado información sobre la vida útil que se espera de las pantallas completamente fosforescentes.

Universal Display ha aplicado la capa de emisión de luz a los controles electrónicos fabricados por LG Displays. Los componentes electrónicos son una matriz de transistores de silicio amorfo colocados sobre una lámina de acero inoxidable en lugar de vidrio. Otras empresas, como Hewlett-Packard y Samsung, están desarrollando matrices flexibles de transistores de silicio amorfo, sobre todo en hojas de plástico. Trabajar con metales plantea algunos problemas puesto que la superficie es rugosa, lo que puede alterar la estructura de los transistores, aunque el metal es capaz de soportar temperaturas más altas de procesamiento que el plástico. Esa es una característica importante a la hora de colocar el silicio. Los procesos de altas temperaturas dan como resultado cristal de silicio, que no sólo tiene una mayor calidad sino que también es más estable a lo largo del tiempo.

"A grandes rasgos, estamos empezando a ver algunas buenas demostraciones con pantallas OLED flexibles", afirma Nicholas Colaneri, que dirige el Centro de Pantallas Flexibles en la Universidad del Estado de Arizona.Sony y Samsung Mobile Display han hecho demostraciones de pantallas flexibles construidas en láminas de plástico; ambas compañías han decidido mantener silencio en relación a estas tecnologías. Sin embargo, Colaneri señala que "sólo porque podamos hacerlo no significa que podamos permitirnos el lujo de hacerlo".

Hay que superar un gran obstáculo antes de que lleguen al mercado pantallas como la del prototipo del Ejército. Las matrices de transistores de silicio amorfo se pueden crear a temperaturas adecuadas para la electrónica flexible, y la industria del LCD ha creado una enorme infraestructura para fabricarlas. Sin embargo, con el tiempo, no son los mejores componentes electrónicos para el control de los OLEDs. Las corrientes eléctricas necesarias para alternar los píxeles OLED queman estos transistores; los píxeles que con están encendidos más frecuencia empiezan a funcionar mal.

La startup canadiense Ignis Innovation está desarrollando un software y otros controles para extender la vida útil de las matrices de transistores, asegurándose de que ningún píxel esté encendido por sí solo con demasiada frecuencia. Colaneri asegura que sus primeros prototipos son prometedores. Mientras tanto, Colaneri y otros investigadores están desarrollando materiales de transistor alternativos como, por ejemplo, los óxidos de metal, para fabricar componentes electrónicos OLED que no se quemen.

Las empresas que fabricaron el prototipo del Ejército no han proporcionado información sobre el tipo de electrónica de silicio de metal utilizada, aunque afirman que han cumplido con las especificaciones del Ejército.