Las pantallas han recorrido un largo camino, desde monstruosos televisores CRT hasta pantallas LCD delgadas y livianas y las pantallas portátiles de teléfonos inteligentes que tenemos ahora. Sin embargo, la transición a las pantallas portátiles se ha visto frustrada por la molesta costumbre de las pantallas OLED de romperse en lugar de doblarse. Puede que eso ya no sea un problema, ya que investigadores surcoreanos, en colaboración con sus homólogos de la Universidad Drexel, con sede en Filadelfia, afirman haber desarrollado un nuevo tipo de pantalla OLED que es a la vez flexible y estirable.
Las pantallas OLED flexibles existen desde hace más de una década, pero los teléfonos inteligentes plegables actuales tienen serios inconvenientes, como una durabilidad de la pantalla significativamente reducida. Los plegados y despliegues repetidos provocan microfracturas en las pistas conductoras y la degradación gradual de las capas orgánicas del sustrato OLED. Esto se manifiesta como daños visibles y una calidad de imagen reducida. La misma debilidad también hace que sea extremadamente difícil integrar la generación actual de pantallas OLED flexibles en dispositivos portátiles que probablemente estarán sujetos a ciclos repetidos de estiramiento y plegado.
La nueva pantalla OLED flexible, descrita en la revista Nature, utiliza nanomateriales que permiten estirarla de forma segura hasta 1,6 veces su tamaño original. Mientras que las pantallas portátiles contemporáneas pierden una cantidad significativa de su brillo al estirarse, esta pantalla OLED mejorada con nanomateriales supuestamente puede retener el 83% de su salida de luz después de 100 ciclos con una tensión del 2%. Echemos un vistazo a lo que hace funcionar esta nueva tecnología.
Aprovechando la nanotecnología para mejorar el brillo y la durabilidad
Las pantallas OLED flexibles tradicionales no pueden soportar muchos ciclos de flexión y estiramiento debido a la fragilidad de los electrodos conductores y las capas orgánicas que componen el panel. Las bases eléctricas se desgastan con ciclos de tensión repetidos, mientras que las capas de polímero estirables introducidas para mejorar la flexibilidad y la durabilidad reducen el brillo y la eficiencia energética de la pantalla.
El nuevo diseño OLED flexible supera esas deficiencias mediante el uso de un nanomaterial denominado MXene para crear electrodos transparentes y estirables. Desarrollado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Drexel en 2011, el nanomaterial combina excelente conductividad eléctrica, resistencia mecánica, elasticidad y transparencia. Esto permite una pantalla flexible que pretende conservar casi el 90% de su rendimiento y eficiencia cuando se estira hasta el 60% de su límite máximo de tensión.
Las afirmaciones de los investigadores sobre una impresionante eficiencia de la luz provienen de una nueva capa orgánica estirable, llamada capa fosforescente asistida por exciplex (ExciPh), que esencialmente altera el nivel de energía del sistema OLED para producir luz de manera más eficiente. Un píxel OLED produce luz combinando las cargas positivas y negativas generadas por los electrodos, que eventualmente se unen para formar un excitón. La posterior decadencia de estos excitones genera la electroluminiscencia que impulsa los píxeles OLED individuales. La nueva capa ExciPh permite que más del 57% de los excitones produzcan luz, muy por encima del 12% al 22% de los OLED flexibles tradicionales. Esto crea una pantalla flexible que no sólo es más duradera sino también significativamente más brillante.
¿Estos experimentos de laboratorio se convertirán en aplicaciones para el consumidor?
Si bien la publicación de artículos de investigación sobre pantallas de alta tecnología y otras tecnologías prometedoras relacionadas con los teléfonos no siempre se traduce en productos de consumo, este esfuerzo de investigación conjunto entre Estados Unidos y Corea al menos dio como resultado pantallas que ofrecen una visión del futuro. Los investigadores de la Universidad de Drexel demostraron la eficacia de su tecnología de pantalla OLED extensible con dos pantallas monocromáticas verdes: una representaba un icono de corazón, mientras que la otra mostraba un conjunto de números.
Sus homólogos de la Universidad Nacional de Seúl fueron un paso más allá y desarrollaron una pantalla extensible a todo color, repleta de OLED de matriz pasiva extensibles. En otras palabras, esta tecnología OLED flexible ya parece relativamente madura, y su implementación en soluciones de pantalla portátiles de bajo consumo no está fuera de lo posible.
Los autores de este artículo de investigación enumeran el monitoreo de la atención médica en tiempo real y la tecnología de comunicaciones portátiles como las aplicaciones potenciales de los prototipos de pantalla OLED extensibles demostrados en su publicación en la revista. Mientras tanto, la investigación contemporánea sobre baterías extensibles, como se analiza en ACS Energy Letters, parece presagiar un futuro en el que las pantallas portátiles sean la norma y no la ciencia ficción.
