El diodo orgánico de emisión de luz, también conocido como OLED (Organic Light-Emitting Diode), es un diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una película de componentes orgánicos que reaccionan, a una determinada estimulación eléctrica, generando y emitiendo luz por sí mismos[1]
Principio de Funcionamiento
Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo es positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluctúa en este sentido. Así, el cátodo da electrones a la capa de emisión y el ánodo lo hace en la capa de conducción.
Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente, mientras que la capa de conducción se carga con huecos. Las fuerzas electroestáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más cercanamente a la capa de emisión, porque en los semiconductores inorgánicos los huecos son más movidos que los electrones (no ocurre así en los semiconductores inorgánicos).
Finalmente, la recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa la luz en un color determinado.
Principales Ventajas
Los OLEDs ofrecen muchas ventajas en comparación con los LCDs, LEDs y pantallas de plasma.
Más delgados y flexibles.
Por una parte, las capas orgánicas de polímeros o moléculas de los OLEDs son más delgadas, luminosas y mucho más flexibles que las capas cristalinas de un LED o LCD. Por otra parte, en algunas tecnologías el sustrato de impresión de los OLEDs puede ser el plástico, que ofrece flexibilidad frente a la rigidez del cristal que da soporte a los LCDs o pantallas de plasma.
Más económicos, en el futuro.
En general, los elementos orgánicos y los sustratos de plástico serán mucho más económicos. También, los procesos de fabricación de OLEDs pueden utilizar conocidas tecnologías de "impresión de rayos" (en inglés, conocida como inkjet), hecho que disminuirá los costes de producción.
Más brillo y contrastes.
Los píxeles de OLED emiten luz directamente. Por eso, respecto los LCDs posibilitan un rango más grande de colores, más brillo y contrastes, y más ángulo de visión.
Menos consumo de energía.
Los OLEDs no necesitan la tecnología backlight, es decir, un elemento OLED apagado realmente no produce luz y no consume energía, a diferencia de los LCDs que no pueden mostrar un verdadero "negro" y lo componen con luz consumiendo energía continuamente. Así, los OLEDs muestran imágenes con menos potencia de luz, y cuando son alimentados desde una batería pueden operar largamente con la misma carga.
Más escalabilidad y nuevas aplicaciones.
La capacidad futura de poder escalar las pantallas a grandes dimensiones hasta ahora no conseguidas por los LCDs y, sobre todo, poder enrollar y doblar las pantallas en algunas de las tecnologías OLED que lo permiten, abre las puertas a todo un mundo de nuevas aplicaciones que están por llegar.
Desventajas y Problemas Actuales
Tiempos de vida cortos
Las capas OLED verdes y rojas tienen largos tiempos de vida (10.000 a 40.000 horas), pero actualmente las azules tienen mucha menos duración (sólo 1.000 horas).
Proceso de fabricación caro.
Actualmente la mayoría de tecnologías OLED están en proceso de investigación, y los procesos de fabricación (sobre todo inicialmente) son económicamente elevados, a no ser que se apueste por un diseño que se utilice en economías de escala.
Agua.
El agua puede fácilmente estropear permanentemente los OLEDs.
Impacto medioambiental.
Los componentes orgánicos (moléculas y polímeros) se ha visto que son difíciles de reciclar (alto coste, complejas técnicas). Ello puede causar un impacto al medio ambiente muy negativo en el futuro.
En la actualidad existen investigaciones para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad.
Tecnologías Relacionadas
SM-OLED (Small-molecule OLED)
Los SM-OLEDs se basan en una tecnología desarrollada por la compañía Eastman Kodak. La producción de pantallas con pequeñas moléculas requiere una deposición en el vacío de las moléculas que se consigue con un proceso de producción mucho más caro que con otras técnicas. Típicamente se utilizan sustratos de vidrio para hacer el vacío, pero esto quita la flexibilidad a las pantallas aunque las moléculas sí lo sean.
PLED (Polymer Light-Emitting Diodes)
Los PLEDs o LEPs (Light-Emitting Polymers) han sido desarrollados por la Cambridge Display Technology. Se basan en un polímero conductivo electroluminiscente que emite luz cuando le recorre una corriente eléctrica. Se utiliza una película de sustrato muy delgada y se obtiene una pantalla de gran intensidad de color que requiere relativamente muy poca energía en comparación con la luz emitida. El sustrato usado puede ser flexible, como un plástico PET. Con todo ello, los PLEDs pueden ser producidos de manera económica.
TOLED (Transparent OLED)
Los TOLEDs usan un terminal transparente para crear pantallas que pueden emitir en su cara de delante, en la de atrás, o en ambas consiguiendo ser transparentes. Los TOLEDs pueden mejorar enormemente el contraste con el entorno, haciendo mucho más fácil el poder ver las pantallas con la luz del sol.
SOLED (Stacked OLED)
Los SOLEDs utilizan una arquitectura de píxel novedosa que se basa en almacenar subpíxeles rojos, verdes y azules, unos encima de otros en vez de disponerlos a los lados como sucede de manera normal en los CRTs y LCDs. Las mejoras en la resolución de las pantallas se triplican y se realza por completo la calidad del color.
Implementación en Matrices
A parte de las tecnologías anteriores, las pantallas OLED pueden ser activadas a través de un método de conducción de la corriente por matriz que puede tener dos esquemas diferentes y da lugar a las tecnologías PMOLED y AMOLED.
PMOLED (Passive-matrix OLED)
Los PMOLEDs tienen pistas de cátodos, pistas de ánodos perpendiculares a las de cátodos, y entremedio capas orgánicas. Las intersecciones entre cátodos y ánodos componen los píxels donde la luz se emite. Una circuitería externa aplica corriente a les pistas adecuadas, determinando qué píxeles se encenderán y cuáles permanecerán apagados. Nuevamente, el brillo de cada píxel es proporcional a la cantidad de corriente aplicada, que se distribuye de manera uniforme en todos los píxeles (N píxeles alimentados cada uno con 1/N de la corriente aplicada).
Los PMOLEDs son fáciles de construir, pero consumen más potencia que otros tipos de OLEDs, principalmente debido a la potencia necesaria para la circuitería externa y el consumo que requiere la iluminación variable de los píxels. Los PMOLEDs son los más eficientes para visualizar texto e iconos, y adquieren su mejor funcionamiento en dimensiones más pequeñas de 2" o 3" de diagonal, o con menos de unas 100 filas. Los PMOLEDs se convierten así en los más adecuados para aplicaciones de pequeñas pantallas.
AMOLED (Active-matrix OLED)
Los AMOLEDs tienen capas completas de cátodo, moléculas orgánicas y de ánodo. Sobre la capa de ánodo se sobrepone una matriz de transistores de película fina (Thin Film Transistor, TFT). La matriz TFT es la circuitería que determina qué píxeles encender para formar la imagen.
Los AMOLEDs consumen menos potencia que los PMOLEDs porque la matriz TFT requiere menos potencia que una circuitería externa. Así, los AMOLEDs son más eficientes y consiguen tener unas velocidades de refresco más rápidas, ideales para vídeo. Las mejores aplicaciones donde se sitúan los AMOLEDs son monitores de ordenador, grandes pantallas de televisión y, si el precio es permisivo, grandes carteles electrónicos.
Conclusiones
Los OLEDs son una opción mejor para aplicaciones de pantallas grandes y planas en un entorno de luz artificial, como pantallas de portátil o de televisión. La eficiencia energética y el voltaje de operación de los OLEDs están en el rango de los mejores LEDs inorgánicos.
Las capas orgánicas, plásticas, de un OLED son más delgadas, más ligeras que las capas cristalinas de los LEDs o los LCDs, pueden ser plásticos en vez de vítreos como los LEDs y los LCDs.
Los OLEDs no requieren iluminación trasera como los LCDs.
Los OLEDs tienen campos de visión grandes, de en torno a 170 grados.
Pero la degradación de los materiales OLED han limitado su uso por el momento.
Se lograran construir pantallas flexibles con base en los diodos orgánicos de emisión de luz.
Referencias
[1] Internet: http://www.oled-display.net/how-works-the-oled-technology.
[2] Internet:http://www.gruponeva.es/blog/noticia/1298/que-es-la-tecnologia-oled-y-como-repercutira-en-nuestra-vida.html
[3] Internet:http://www.scribd.com/doc/13325893/Fundamentos-de-la-Tecnologia-OLED
[4] Internet: http://www.alegsa.com.ar/Dic/oled.php
Autor:
José Sarango Chamba
Universidad Politécnica Salesiana, Facultad de Ingeniería, Cuenca, Ecuador.
[1] FUNDAMENTOS DE TECNOLOGIA OLED. CHAMORRO, Pedro.
 Página anterior | Volver al principio del trabajo | Página siguiente  |