DuPont crea sus primeras pantallas OLED a partir de polímeros

La tecnología OLED desarrollada por DuPont Displays revolucionará todos los ámbitos de la comunicación visual.

Vuelva por un momento la vista atrás hacia su infancia y el primer libro de cuentos que se aprendió de memoria; seguramente comprobará que las ilustraciones hicieron más mella en su memoria que cualquiera de las líneas del texto.

A medida que la tecnología ha ido evolucionando, esta receptividad de las personas a la comunicación visual ha sido celebrada y explotada, desde los frescos en los muros de las iglesias hasta los letreros publicitarios de Times Square. Puesto que lo que vemos “es lo que tenemos”, hemos conseguido crear la holografía, la realidad virtual y la televisión de alta definición. ¿Qué será lo siguiente? Tal vez pantallas enrollables de alta definición del tamaño de una alfombra que se puedan desplegar desde el techo hasta el suelo, que permitan envolver un edificio entero o que se puedan cortar en pequeños retales y coserse al interior de una chaqueta.

Seguramente los polímeros permitirán conseguir a esta civilización eminentemente visual las vívidas imágenes que tanto anhela.

Los científicos de DuPont en California están aplicando la ciencia de los polímeros en la producción de OLED (diodos orgánicos emisores de luz), unas pantallas ligeras, finas, de alto contraste y poco gasto energético. Este año, una filial de DuPont presentará sus primeras pantallas creadas a partir de polímeros, pantallas monocromáticas que se instalarán en el salpicadero de automóviles, dispositivos electrónicos portátiles, sistemas de localización GPS y otros dispositivos móviles, que alcanzan niveles de brillo y nitidez desconocidos en diferentes condiciones de iluminación y desde cualquier ángulo de visión.

Estas novedosas pantallas orgánicas OLED creadas por DuPont y sus asociados empezarán a salir en masa de la cadena de producción automatizada de polímeros OLED más grande del mundo, situada en Hsinchu, Taiwan, a finales de este año.

El sustituto de los LCDs

Las pantallas de polímeros se están desarrollando a gran velocidad, consiguiendo mejoras constantes de color, tamaño y calidad de imagen. De hecho, se espera que las pantallas OLED sustituyan a las omnipresentes pantallas de cristal líquido (LCDs) en la mayoría de las aplicaciones, gracias a su superior calidad de imagen, en opinión del director de DuPont Displays Materials Group, Ian Parker. El volumen de mercado de las pantallas OLED podría alcanzar los 2.300 millones de dólares en 2008, según iSuppli/Stanford Resources, unos analistas del sector. Una vez que las OLEDs se puedan adaptar a pantallas de mayores dimensiones y aplicaciones curvilíneas, haciéndose con un nicho del mercado de más de 30.000 millones de dólares que representan las pantallas planas y otras aplicaciones, la progresión de su crecimiento será geométrica.

Los diodos emisores de luz (LEDs) de primera generación, desarrollados a partir de semiconductores tradicionales, se han venido utilizando durante décadas en pantallas monocromáticas para indicadores y relojes digitales. Su funcionamiento se basa en un flujo de corriente de bajo voltaje entre dos electrodos superpuestos sobre una capa de material semiconductor inorgánico luminiscente, como el arseniuro de galio. La corriente atraviesa la capa del semiconductor generando luz.

Las primeras pantallas se fabricaban colocando diodos verdes, rojos y naranjas en formas rectangulares que se hacían funcionar siguiendo unos patrones específicos, y se empleaban en letreros y marcadores electrónicos para comunicar mensajes sencillos. Una versión menor de esta tecnología es la que se utilizaba en algunos teléfonos móviles.

Aunque su funcionalidad era limitada, los LED generaron bastante expectación al no requerir retroiluminación, como ocurre con otras tecnologías de pantalla plana. Sin embargo, presentaban serios inconvenientes. Los píxeles de estas pantallas eran bastante grandes y tenían que ser ensamblados uno a uno para crear una determinada forma, lo que hacía imposible crear imágenes de alta resolución.

Al sustituir el semiconductor inorgánico por un polímero orgánico – de ahí la “O” añadida al acrónimo – DuPont y sus socios han gestado un método más económico para producir diodos más versátiles y brillantes. Las nuevas técnicas de fabricación han permitido a los científicos producir decenas de miles de píxeles a la vez, solucionando en gran medida el problema de la baja resolución de las anteriores pantallas. Lo que hacen es colocar uno o más polímeros especiales de tan sólo un micrón de grosor siguiendo determinados patrones sobre el substrato elegido, para obtener pantallas de vidrio fino y muy ligero. Las imágenes que se obtienen tienen mucho contraste, se pueden ver desde todos los ángulos y tienen una resolución suficiente para mostrar cualquier clase de información, incluidos videos y páginas web.

Otra de sus ventajas en relación con los LCDs es que sólo una parte de la pantalla iluminada consume energía, por lo que los OLEDs utilizan de forma más eficiente las baterías.

A pesar de que las primeras pantallas de polímeros OLED de DuPont emplearán sólo un color, la siguiente generación de pantallas tendrán resolución a todo color al hacer uso de polímeros avanzados y tecnología ink-jet de DuPont. Al imprimir tres zonas de polímeros apretados en un espacio minúsculo con colores diferentes – rojo, verde y azul – y añadir un sistema de circuitos más sofisticado, las pantallas permitirán mezclar los píxeles de color en varias combinaciones para generar todos los colores, de forma muy similar a como funciona una pantalla de televisión.

El equipo de Parker está al cuidado de los polímeros que harán esto posible.

“No todos los polímeros emisores de luz están creados de la misma manera,” afirma Parker, físico de profesión. “Es bien sabido que los azules se degradan antes.”

El equipo de químicos y físicos que trabajan con Parker está intentando entender la manera en que sus características físicas y químicas influyen en la longevidad de los polímeros emisores de luz.

“Los mejores polímeros tardan unas cuantas miles de horas en degradarse,” sostiene. “Nuestro objetivo es lograr que todos los colores alcancen unos ciclos vitales de 10.000 horas. Estamos logrando avances significativos, así que esperamos conseguirlo en un futuro próximo.”

El plástico ilumina el futuro

Los expertos en física y química ya se están también planteando cómo será la siguiente generación de esta tecnología, colaborando con ingenieros de producción en el proceso de colocar los polímeros sobre un substrato flexible de plástico en vez de vidrio. El plástico permitiría hacer las pantallas aún más finas y desarrollar un sistema de producción en masa, igual que la tirada de un periódico. El plástico aguanta mejor los golpes, lo que se traduciría en una menor devolución de equipos con pantallas resquebrajadas, una mayor satisfacción entre los clientes y menores costes. También potenciaría su uso en aplicaciones externas, expuestas al aire libre. La posibilidad de cortar, curvar y doblar el plástico ensancharía enormemente los límites a la hora de diseñar nuevas formas y aplicaciones.

Conseguir que las pantallas se puedan enrollar, algo que genera expectativas insospechables, tardará por lo menos entre cinco y diez años en hacerse realidad. “Un gran número de retos técnicos están aún por resolver,” afirma Parker. “Esta tecnología no es aún muy precisa, por lo que todavía hay que crear una que permita llevar a cabo esta producción en masa con la precisión necesaria.”

El éxito de los científicos de DuPont con los emisores de luz orgánicos les está dando confianza para investigar otras tecnologías de polímeros.

“La creación de dispositivos electrónicos basados en componentes orgánicos, entre ellos los polímeros, es uno de los campos con mayores expectativas en la actualidad,” según Parker. “Sus posibilidades van desde polímeros luminiscentes hasta transistores de polímeros, células solares de alto rendimiento e incluso rayos láser. Los transistores de polímeros ya se están fabricando en forma de manejables circuitos que se pueden imprimir con equipos similares a una impresora convencional, facilitando la fabricación de ciertas aplicaciones. Las células solares de polímeros también tienen un rendimiento excelente y pueden cubrir amplias zonas con un coste muy inferior al de las células solares de silicio. Sin embargo, al igual que con los polímeros luminiscentes, todavía queda mucho por investigar para comprender cómo hacer que estos dispositivos sean robustos y duraderos.”

Mientras tanto, DuPont Displays está empleando la ciencia de los polímeros para ofrecer a todo el mundo un festín para la vista, atendiendo a nuestra necesidad innata de representar nuestro mundo visualmente y permitir comunicarnos un poco mejor.

Para más información sobre DuPont Displays, visite la página www.dupont.com/displays/.