ESCUELA POLITCNICA NACIONAL Ingeniera en Electrnica y Redes de la Informacin DISPOSITIVOS ELECTRNICOS

DIODO EMISOR DE LUZ

INTRODUCCIN:

La electroluminiscencia en materiales orgnicos fue producida en los aos 50 por Bernanose y suscolaboradores.

Un diodo orgnico de emisin de luz, tambin conocido como OLED O SUPER LED (acrnimo ingls de organic light-emitting diode), es un diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una pelcula de componentes orgnicos que reaccionan, a una determinada estimulacin elctrica, generando y emitiendo luz por s mismos.

Existen muchas tecnologas OLED diferentes, tantas como la gran diversidad de estructuras (y materiales) que se han podido idear (e implementar) para contener y mantener la capa electroluminiscente, as como segn el tipo de componentes orgnicos utilizados.

QUS ES UN OLED?

Un OLED es un dispositivo que consiste en dos o tres capas de materiales compuestos de molculas o polmeros orgnicos que emiten luz con la aplicacin de voltaje. Los OLED producen luz mediante el proceso de electrofosforecencia. El color de la luz depende del tipo de molcula orgnica presente en la capa emisora. Cuando se aplica una corriente elctrica, se emite luz.Es un diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una pelcula de componentes orgnicos que reaccionan a una determinada estimulacin elctrica, generando y emitiendo luz por s mismos

HISTORIA

Los materiales orgnicos han sido considerados tradicionalmente como aislantes hasta que a finales de los aos 50 se demostr una dbil conductividad elctrica en molculas orgnicas. La situacin cambi cuando, en 1977, Chiang descubrieron un significativo aumento de 11 rdenes de magnitud en la conductividad elctrica de un polmero al introducir un halgeno en poli acetileno. Un nuevo trmino, el de semiconductor orgnico, que se utiliza con frecuencia hoy en da, fue acuado especficamente para esta nueva clase de materiales conductores. Este descubrimiento, llev a Heeger, MacDarmid y Shirakawa a la consecucin del premio Nbel de Qumica en el ao 2000 por sus contribuciones en polmeros conductores .Es obligado sealar que, ya durante los aos 60, haba sido referida la electroluminiscencia controlada por corriente en directa a partir de un mono cristal de antraceno, en los trabajos de Pope y Helfrich y Schneider.

No obstante, por aquellas fechas, la aplicacin a diodos orgnicos emisores de luz (OLEDs) se consideraba poco realista debido al alto voltaje de funcionamiento (mayor de 100 V para conseguir una luminancia razonable) necesario para inyectar cargas en el cristal orgnico. Un gran avance se produjo en 1987 cuando Tang publicaron dispositivos bicapa basados en pelculas moleculares depositadas por vapor, que consistan en una capa de transporte de huecos a base de una di amina aromtica y una capa emisora de tris(8-hidroxiquinoleina) aluminio (Alq), que generaban electroluminiscencia mayor de 1000cd/m para un voltaje de operacin menor de 10 V. Este diseo bicapa se ha convertido en un hito y constituye la estructura prototipo en OLEDs. La demostracin por Burroughes, en 1990, de la electroluminiscencia en polmeros conjugados fue decisiva para alentar la investigacin y el desarrollo en electroluminiscencia orgnica

COMPARACIN DE LA INFORMACIN OPTOELECTRNICA DE LEDs ORGNICOS E INORGNICOS

La tabla muestra una comparacin de la informacin relevante para la operacin de un LED inorgnico tpico (InGaN como medio activo) y un OLED tpico (Alq dopado con quinacridona como emisor). Es importante tener en cuenta que los LEDs inorgnicos pueden verse como fuentes puntuales de luz, mientras que los OLEDs son superficies emisoras. Por tanto, la emisin de luz en los OLEDs se mide como luminancia (cd/m) y para los LEDs inorgnicos en intensidad luminosa (cd) o flujo luminoso total (en lmenes). Esta diferencia motiva la prediccin de que los OLEDs no remplazarn a los LEDs inorgnicos, sino que encontrarn aplicaciones completamente nuevas

A partir de los resultados de la tabla, podra pensarse que los LEDs inorgnicos tienen mejor funcionamiento que los OLEDs en casi cada apartado. Sin embargo, la posibilidad de integrar los LEDs en matrices con un coste razonable aqu no se contempla. Para una pantalla de monitor tpica, se necesitan 12801024 pxeles en un rea de aproximadamente 40-50 cm (15-20 pulgadas). Dimensiones tan grandes hace que la integracin de LEDs inorgnicos sea poco eficiente, y que la utilizacin alternativa de una matriz de LEDs inorgnicos individuales (altamente deseable por su excepcional brillo) resulte demasiado cara. Los LEDs inorgnicos son idneos slo para dispositivos en donde se requieran sistemas pticos de alta calidad (por ejemplo, sistemas de proyeccin) o para pantallas grandes en condiciones de luz natural. Por el contrario, los OLEDs son una opcin mejor para aplicaciones de pantallas grandes y planas en un entorno de luz artificial, como pantallas de porttil o de televisin. La eficiencia energtica y el voltaje de operacin de los OLEDs estn en el rango de los mejores LEDs inorgnicos, pero aquellos cuentan con la ventaja adicional de que los procesos de fabricacin son mucho ms rentables. Los LEDs inorgnicos necesitan capas perfectamente ordenadas (por ejemplo monocristalinas) sobre sustratos altamente reflectantes para alcanzar un buen rendimiento en trminos de eficiencia, mientras los materiales orgnicos utilizados en OLEDs son simplemente sublimados a estado vapor a bajas temperaturas y sobre grandes reas.

TIPOS DE OLEDs

Existen muchas tecnologas OLED diferentes, tantas como sistemas han sido desarrollados para contener y mantener la capa electroluminiscente, as como segn el tipo de componentes orgnicos utilizados: SM-OLED (Small-molecule OLED), PLED (Polymer Light-Emitting Diodes), TOLED (Transparent OLED), SOLED (), SOLED (Stacked OLED), etc. Aparte de las tecnologas anteriores, las pantallas OLED se activan a travs de un mtodo de conduccin de la corriente por matriz que puede tener dos esquemas diferentes y da lugar a las tecnologas PMOLED y AMOLED.

La principal diferencia entre los PLEDs y los SM-OLEDs es el mtodo de preparacin de la pelcula. Las pelculas de pequea molcula se preparan mediante evaporacin en vaco, mientras que las pelculas de polmero se preparan mediante spin-coating desde solucin en atmsfera inerte. Existe una creencia generalizada de que las pelculas de polmeros preparadas por spin-coating son ricas en impurezas, al no depositarse en estado vapor. Sin embargo, en los ltimos aos, los progresos en qumica sinttica han conducido a polmeros con un alto grado de pureza.

Comparacin entre SMOLED Y PLED

OLEDs DE PEQUEA MOLCULA (SMOLED)

El avance ms trascendental para la consecucin de OLEDs de eficiencia elctrica elevada utilizando materiales orgnicos de pequea molcula fue el descubrimiento de un diodo orgnico emisor de luz verde por los cientficos de Kodak en 1987.En dicho trabajo, se presentaba un dispositivo bicapa constituido por sendas pelculas delgadas de triarilamina como transportador de huecos y Alq3 como transportador de electrones y emisor, situadas entre un electrodo transparente de ITO y un electrodo de Al/Mg. La eficiencia cuntica interna (IQE) delos SMOLEDs basados en este y otros materiales fluorescentes est limitada por estadsticas de spin a aproximadamente un 25%, siendo el mximo alcanzado hasta la fecha de un 28.5% (logrado por Sony e Idemitsu Kosan en mayo de 2008 para un OLED emisor en el azul (0.137, 0.065) gracias a una mejora de los materiales transportadores y a la estructura de dispositivo optimizada conocida como Super TopEmission de Sony.Los SMOLEDs fosforescentes (SM-PHOLEDs) presentados por grupos de investigacin de Princeton y USC, que alcanzan eficiencias cunticas prximas al 100%.

Materiales para el nodo

El material para el nodo es usualmente un sustrato de vidrio o de plstico transparente recubierto de ITO. Los requisitos generales para un material apto como nodo son:

Alta conductividad para reducir la resistencia de los contactos. Funcin de trabajo (HF) alta, >4.1 eV, para permitir una inyeccin de huecos eficiente Buenas propiedades de formacin de pelculas y permeabilidad para asegurar un buen contacto con la capa orgnica adyacente. Buena estabilidad, tanto trmica como qumica. Transparencia, o alta reflectividad en el caso de los OLEDs de emisin superior.

Obviamente, en cualquier dispositivo emisor de luz, la luz debe poder escapar del dispositivo, y en los OLEDs la ventana a travs de la cual esto ocurre es usualmente el nodo de ITO. El ITO es un semiconductor tipo n altamente degenerado con elevada conductividad. Es transparente en el rango visible debido a su banda de energa prohibida de ms de 4.0 eV.

Aunque existen otros materiales conductores y transparentes que podran ser utilizados como electrodo (por ejemplo xido de estao dopado con flor (FTO) 60 u xido de zinc dopado con aluminio (AZO) 61 la disponibilidad de sustratos de vidrio recubiertos de ITO (debido a su uso extensivo en pantallas LCD) hace que sta sea la opcin ms frecuente. Aunque el ITO tiene muchas propiedades deseables, tambin tiene varias deficiencias: presenta una resistividad relativamente alta (210-4 ), una rugosidad superficial moderada (tpicamente entorno a 2 nm), una superficie qumicamente reactiva (que puede dar lugar a la migracin de iones hacia el dispositivo) y una funcin de trabajo variable (4.5 4.8 eV) que, en algunos materiales, resulta baja para lograr buena inyeccin de huecos. La funcin de trabajo del ITO es bastante sensible a los procedimientos de limpieza (tratamientos con ozono o con plasma) que se utilizan durante la fabricacin del dispositivo. Las tcnicas de deposicin empleadas para generar recubrimientos de ITO delgados (100 nm) usualmente requieren sputtering (chorro de electrones, lser pulsado, etc.) a partir de un ITO diana (normalmente 0-14% SnO2) o de una aleacin In/Sn en una atmsfera de Ar-OEn muchos casos, a continuacin de dicha deposicin, se hace preciso un templado (annealing) de la pelcula a temperatura bastante alta (>200 C) para reducir la resistividad a niveles aceptables. Estos procesos de temple a alta temperatura deben descartarse si se trata de un sustrato plstico, lo que supone una peor resistividad en tales sistemas. Se han realizado intentos de depositar desde solucin el nodo de ITO, pero siguen requiriendo el proceso de temple a alta temperatura. Precisamente la baja conductividad del ITO suele ser la limitacin ms importante para el tamao de las pantallas OLED de matriz pasiva. No obstante, recientemente se han desarrollado nuevas tcnicas para depositar el ITO a baja temperatura a fin de fabricar sustratos de plstico, como PET o PEN, recubiertos de ITO, y ya comienzan a estar disponibles comercialmente .Otros materiales como el oro (=4.9 eV), el aluminio ( =4.2 eV), el xido de zinc dopado con indio (IZO), el xido de zinc dopado con aluminio (AZO), el xido de magnesio indio, el xido de nquel tungsteno y otros materiales basados en xidos conductores han sido estudiados como nodos en OLEDs. Adems, la funcin de trabajo del ITO puede modificarse con tratamientos superficiales como la aplicacin de una pelcula muy delgada de Au, Pt, Pd o C, tratamientos con cidos o bases, autoensamble de molculas superficiales activas, o tratamiento con plasma.

Materiales de inyeccin de huecos (HIM)

En relacin con las modificaciones del nodo mencionadas anteriormente, el uso de una capa de inyeccin de huecos (HIL) para mejorar la inyeccin de cargas en el dispositivo OLED ha generado varios materiales que han mostrado ser muy beneficiosos, sobretodo en trminos de reduccin del voltaje de operacin y de aumento de la vida del dispositivo. Estos materiales actan como una capa de interconexin entre el nodo y la capa de transporte de huecos (HTL) mejorando las propiedades de formacin de las pelculas siguientes y facilitando una inyeccin eficiente de huecos. Los materiales de inyeccin de huecos deben presentar buena adherencia al nodo y deben servir para suavizar su superficie. Los materiales ms frecuentes son: Complejos metal porfirinas. Compuestos de silano autoensamblados. Polmeros fluorocarbonados depositados por plasma, o tefln, poliimida oparileno depositados en vapor. Donores electrnicos dopados con cidos de Lewis como por ejemplo FeCl3, SbCl5 , y el aceptor - electrnico F4-TCNQ para formar estructuras p-i-n Polmeros conductores como el PEDOT: PSS, la polianilina dopada, o polipirrol. Aislantes inorgnicos como SiO2, Si3N4

Materiales para el ctodo

A diferencia del caso del nodo, las restricciones para los materiales del ctodo son menores debido a que no se precisa transparencia. En algunos casos, cuando se necesita un OLED completamente transparente (en parabrisas o head-up displays (HUD)), tambin podra utilizarse el ITO como ctodo con modificaciones apropiada. En general, los materiales para el ctodo son metales puros o aleaciones metlicas. Los requisitos para los materiales del ctodo son los siguientes:

Alta conductividad. Funcin de trabajo baja para facilitar la inyeccin de electrones. Buenas propiedades de formacin de pelculas para asegurar un buen contacto con la capa orgnica adyacente. Buena estabilidad.

Alta reflectividad o transparencia en el caso de los OLEDs con emisin superior Normalmente, el ctodo es un metal o una aleacin con funcin de trabajo (WF) baja, como Mg, Ca, Ba o Al. Esta caracterstica facilita la inyeccin de electrones en el LUMO del material de la capa de transporte de electrones. No obstante, una WF baja tambin supone una alta reactividad qumica y puede originar problemas tanto de reduccin qumica de los materiales orgnicos en contacto con el metal, como de oxidacin de este. En el primer caso, las especies orgnicas reducidas pueden perjudicar al rendimiento del dispositivo pero se han producido casos en los que de hecho han contribuido a la inyeccin de cargas. La facilidad de oxidacin de los metales y aleaciones con WF baja tambin puede conducir a una fabricacin ms difcil del dispositivo, por la alta sensibilidad a contaminantes como la humedad y el oxgeno. Una solucin muy asequible para el problema de la funcin de trabajo baja consiste en utilizar un ctodo con dos capas, una muy fina (< 5 nm) de LiF depositado en vapor y OLEDs de pequea molcula (SMOLED) otra de aluminio. Este ctodo fue descubierto por los laboratorios de Kodak, que mostraron que esta combinacin, especialmente en contacto con especies reducibles en la capa de transporte de electrones (como el Alq3) conduce a la produccin de especies aninicas (por ejemplo el Alq3) en la superficie del electrodo, con un contra-catin Li + y con cogeneracin de AlF3.

Este dopado selectivo en la interfaz electrodo ETL da lugar a una inyeccin de carga mejorada similar a la que conseguira utilizando metales con WF baja. El mismo principio ha sido utilizado para generar otros sistemas hbridos para el ctodo, aunque usualmente emplean un metal alcalino, un xido de un elemento alcalino o un xido de un elemento de las tierras escasas junto con Al67.

Normalmente, la reactividad del ctodo es la razn que motiva el sellado hermtico de alta calidad en los dispositivos OLED y, en muchos casos, la causa de sus fallos (en un mal encapsulado pueden observarse defectos en forma de puntos negros debido al ataque dela humedad y el oxgeno al ctodo). Un recurso frecuente para abordar este problema consiste en incluir un material aceptor sacrificial dentro del dispositivo para captar el oxgeno o el agua y evitar que afecten al metal del ctodo. Los materiales ms populares para el ctodo son Al (=4.2 eV), LiF/Al (=3.6-3.8 eV), Ca/Al, Mg/Ag (=2.9 eV), y Ba/Al (=2.6 eV). Aunque pueden conseguirse funciones de trabajo aun ms bajas utilizando por ejemplo Yb (=2.4 eV), su bajo ndice de reflectividad hace que sea menos apropiado para aplicaciones en OLED. El Ca ( =2.6 eV) normalmente tiene que ir acompaado de otros metales como el Al para aumentar la vida del dispositivo.

Es importante tener en cuenta que la WF de los metales puede verse afectada por su pureza, el mtodo de deposicin, la estructura superficial o la orientacin de los cristales en la pelcula depositada. La investigacin actual en materiales para el ctodo sigue centrndose en la reduccin dela elevada actividad qumica de los metales con WF ms baja (por ejemplo Ca/Al), el aumento de su estabilidad qumica y la optimizacin del coeficiente de adherencia de los materiales inter capa (por ejemplo LiF/Al)

Materiales emisores de luz

El material que ms atencin recibe en los dispositivos OLED es naturalmente aquel que genera la emisin. No obstante, en muchos casos, el material emisor de luz es de hecho una mezcla de dos o ms materiales, que consta de al menos un material emisor electroluminiscente y un material anfitrin transportador de carga. Estos sistemas anfitrin-husped son muy frecuentes en dispositivos SMOLED. Sin embargo, en los PLED, la capa de emisin normalmente es un solo polmero compuesto de mltiples monmeros distintos, que se combinan para producir las propiedades de emisin y transporte de carga en un material mono fase. Esto es una generalizacin, por supuesto, ya que existen ejemplos de SMOLEDs que usan un solo material como emisor, y PLEDs que usan mltiples fases (por ejemplo mezclas de polmeros o polmeros dopados) como EML.

Considerando las funciones que debe desempear la EML, muchas propiedades deben ser combinadas eficazmente. La capa debe ser capaz de transportar carga tanto electrones como huecos para que los portadores puedan moverse a su travs y recombinarse. Las cargas recombinadas deben despus formar un estado excitado en el material que, al volver a su estado fundamental, emita un fotn. Este proceso debe realizarse de forma eficiente, con disipacin poca o nula de la energa de entrada en forma de calor o de transformaciones electroqumicas de los materiales. Adems, si se utilizan mezclas de materiales, deben mantenerse uniformemente dispersas para dispositivos con vidas largas (T g ) alta y buenas propiedades de formacin de pelculas como solucin slida) y no debe producirse migracin de materiales al aplicar un campo elctrico (que no haya electroforesis). Este ltimo requisito tiende a excluir los materiales inicos de esta aplicacin.

En los SMOLEDs, los materiales de pequea molcula son procesados normalmente mediante tcnicas de deposicin en fase vapor, aunque tambin es factible fabricarlos desde solucin. El material emisor puede ser fluorescente (emisin a partir de estados excitados singlete) o fosforescente (emisin a partir de estados excitados triplete).En los siguientes apartados se presenta un breve resumen de los materiales anfitrin-husped para la emisin en los tres colores primarios.

Sistemas anfitrin husped

El fundamento de los procesos electrnicos en molculas puede ilustrarse esquemticamente con el diagrama de Jablonski, que se recoge en la figura.

Cuando se excita una molcula anfitriona a partir de su estado fundamental, bien por absorcin de energa luminosa o bien al pasar a un estado de energa vibracin al superior mediante energa elctrica, se encuentra sometida a colisiones con las molculas de su alrededor. Puede liberar directamente su energa mediante recombinacin radiactiva o no radiactiva volviendo al estado fundamental o, en presencia de una molcula husped apropiada, transferirla. Esta ltima posibilidad puede tener lugar mediante procesos de transferencia de Frster, de Dexter o de transferencia radiactiva de energa.

En ese momento, la recombinacin radiactiva se producira en la molcula luminiscente husped. Es preciso indicar que el espectro de emisin a veces corresponde slo a emisin desdela molcula husped debido a procesos de transferencia completos, pero en otros casos, si dicha transferencia no es completa, pueden combinarse los espectros de emisin de ambas molculas.

Puesto que los estados excitados pueden transferirse de molcula a molcula conservando su spin y energa, es posible su tratamiento como cuasi-partculas denominadas excitones. Los estados excitados altamente localizados se conocen como excitones de Frenkel, y poseen un radio de pocos ngstrom. Los excitones de Frenkel pueden tratarse como el salto (hop ) de portadores de carga a una molcula vecina .Debido a que la tasa de salto de los excitones viene dada por el producto de la tasa de transferencia de electrones por la tasa de transferencia de huecos, la teora de transferencia de electrones puede resultar de gran utilidad a la hora de entender el hopping de los excitones.

Durante el funcionamiento del OLED, se crean estados singlete y triplete en el material anfitrin, que despus dan lugar a la formacin de estados excitados en el husped mediante transferencia de carga o de energa. Para que el sistema anfitrin-husped sea eficiente, se deben considerar varios factores, como la compatibilidad de fase de ambos, la agregacin de las molculas, los niveles de energa respectivos y la alineacin de los orbitales.

Estudiaron la EL eficiente en sistemas anfitrin-husped mediante mtodos computacionales, prediciendo molculas anfitrionas de carbazol apropiadas para complejos de iridio fosforescentes. En este proceso de transferencia de carga, la banda prohibida de energa del husped debe estar contenida dentro de la banda prohibida del anfitrin para favorecer el transporte de huecos y electrones del segundo al primero, donde deben recombinarse (ver figura inferior). Si dominan esos procesos de transferencia de energa, para que la transferencia sea eficiente, se necesita que la energa de los estados excitados del anfitrin sea mayor que la del estado excitado emisor del husped. Esto es aplicable tanto a los estados excitados singlete como a los estadosexcitados triplete.

La eficiencia de la transferencia de carga o energa para el estado singlete (fluorescencia) es fcil que se d si hay un solapamiento entre el espectro de emisin del anfitrin y elespectro de absorcin del husped. Para una transferencia de energa eficiente para el estado triplete (fosforescencia) adems es necesario que el estado excitado del anfitrin sea ms alto que el del husped.

Materiales anfitriones

Los requisitos bsicos para los materiales anfitriones hacen que deban presentar las siguientes propiedades:

Buena conduccin de electrones y huecos con estabilidad qumica, trmica y electroqumica. Niveles de energa HOMO y LUMO apropiados a los materiales husped. Para que la transferencia de energa sea eficiente es preciso que el LUMO del anfitrin sea menos profundo (est por encima) que el LUMO del husped. Deforma anloga, el HOMO del anfitrin deber ser ms profundo (estar por debajo) del HOMO del husped. Para un husped fosforescente, el nivel de energa triplete del anfitrin debe ser superior al del husped. Los procesos de transferencia de energa deben ser rpidos. Debe existir compatibilidad de fase con el material husped.

Los materiales anfitriones pueden clasificarse en transportadores de electrones, transportadores de huecos, anfitriones de gran banda de energa prohibida (para emisin azul o blanca) y materiales polimricos.

Anfitriones transportadores de electrones

En el esquema se muestran las estructuras de los compuestos anfitriones transportadores de electrones ms utilizados. Este tipo de compuestos son apropiados para albergar emisores que presentan una naturaleza predominantemente transportadora de huecos, a fin de lograr un equilibrio en el transporte de carga en los dispositivos. El ms estudiado es, sin duda, el Alq3 , que fue el primer material anfitrin utilizado en un OLED.

Presenta un nivel de energa HOMO de -5.7 eV y un nivel de energa LUMO de -3.0 eV, con un bandgap de 2.7 eV. El nivel de energa triplete del Alq3 es de 2.0 eV. Su emisin singlete con mximo en 560 nm lo hace apropiado como anfitrin para emisores en el verde y el rojo.

El BAlq, aluminio(III) bis(2-metil-8-quinolato)-4-fenilfenolato, uno de los materiales para el confinamiento de huecos, ha sido recientemente utilizado tambin como anfitrin para PHOLEDs.Presenta niveles HOMO y LUMO de -5.90 y -3.0 eV. Su nivel de energa triplete an no ha sido estudiado, pero un estudio de su molcula predice que es aproximadamente de 2.2 eV, 0.2 eV mayor que el del Alq. Esta caracterstica lo hace apropiado para dopantes fosforescentes emisores en el rojo, como el (Btp)2 Iracac, que presenta una energa triplete de 2.02 eV.

De hecho, se han demostrado PHOLEDs emisores en el rojo altamente eficientes y con vidas de dispositivo largas utilizando esta combinacin. TPBI, 1,3,5-tris(N -fenilbencimidizol-2-il)benceno, es otro anfitrin transportador de electrones para dopantes tanto fluorescentes como fosforescentes. Tiene una banda de energa prohibida grande de 3.5-4.0 eV (HOMO: -6.2 a -6.7 eV; LUMO: -2.7 eV), por lo que resulta adecuado para emisin en el rojo y el verde desde estado singlete y, en algunos casos, para dopantes en el azul.

EL TPBI tambin presenta buenas propiedades de confinamiento de huecos debido a la profundidad de su nivel HOMO. Otro anfitrin transportador de electrones con bandgap grande es 3-fenil-4-(1-naftil)-5-fenil-1,2,4-triazol (TAZ), que tiene su nivel HOMO en -6.6 eV y su LUMO en -2.6 eV. Utilizando TAZ1 como anfitrin, pueden conseguirse eficiencias cunticas externas ( ext ) del 15.5% y eficiencias luminosas de 40 lm/W en PHOLEDs; el valor de ext es casi el doble comparado con los dispositivos que usan CBP como anfitrin . Esto se debe a que el tiempo de decaimiento fosforescente del Ir(ppy) al 7% es mayor en el TAZ ( -650 ns) que en el CBP ( -380 ns) y la eficiencia de la fosforescencia es aproximadamente proporcional al tiempo de vida del estado excitado.

Anfitriones transportadores de huecos

A diferencia de los anfitriones transportadores de electrones, los anfitriones transportadores de huecos son adecuados para emisores en los que el transporte de electrones es dominante.

Un material anfitrin transportador de huecos muy utilizado para emisores triplete es el4,4-bis(9-carbazolil)-bifenil (CBP). Los niveles de energa HOMO y LUMO son -6.3 eV y -3.0 eV, respectivamente. El nivel de energa triplete es de 2.67 eV. Curiosamente, se ha demostrado que el CBP tiene caractersticas de transporte bipolar, propiedad que le permite funcionar como un buen anfitrin para emisores triplete en el verde, el amarillo y el rojo.

El nivel de energa triplete es demasiado bajo para conseguir dispositivos altamente eficientes con emisores triplete en el azul, aunque se ha fabricado un PHOLED emisor en el azul utilizando CBP como anfitrin y el emisor azul turquesa Firpic (iridio(III) bis[(4,6-difluorofenil) piridinato- N ,C2] picolinato) como husped. El Firpic presenta una energa triplete de 2.75 eV, ms alta que la del CBP, y por tanto esta transferencia de energa anfitrin-husped endotrmica da lugar a un dispositivo poco eficiente. Para mejorar lo anterior, Tokito presentaron un derivado del CBP: el4,4-bis(9-carbazolil)-2,2-dimetil-bifenil (CDBP), en el que se insertan dos grupos metilo en la unidad bifenil, lo que fuerza a una estructura no planar y genera un desplazamiento apreciable hacia el azul del estado triplete (de 2.67 a 3.0 eV) . La utilizacin de CDBP como anfitrin ha supuesto una mejora espectacular en la eficiencia externa de dispositivos PHOLED emisores en el azul y en el blanco, lo que indica un confinamiento eficiente de la energa triplete en los huspedes fosforescentes.

En la bsqueda de sistemas anfitrin-husped utilizando emisores triplete, la opcin anfitrin ha correspondido a los compuestos de carbazol. Adems de CBP y sus derivados, se utilizan tambin otros compuestos de carbazol : un ejemplo de material anfitrin de gran bandgap es el N, N -dicarbazolil-3,5-benceno (mCP).

Tanto mCP como CBP tienen propiedades de inyeccin y transporte de carga similares, pero mCP tiene una energa triplete de 3.0 eV. Esta energa triplete elevada permite una transferencia de energa eficiente al husped fosforescente. De hecho, usando mCP como anfitrin y Firpic como dopante fosforescente en el azul, se han logrado eficiencias cunticas externas del 7.5%, valor 50% mayor que el del PHOLED equivalente usando CBP (con ext =5%), lo que muestra claramente el efecto beneficioso del nivel de energa triplete ms alto del mCP. Otro compuesto de carbazol es el N,N -dicarbazolil-1,4-dimeteno-benceno (DCB), que consta de dos carbazoles unidos por un grupo fenilo descentralizado/desacoplado por dos grupos metileno.

DCB es una molcula con banda de energa prohibida de 3.5 eV y energa triplete de 2.95 eV. El proceso exotrmico de transferencia de carga previsible se observa en dispositivos emisores en el azul y en el blanco, al utilizar Firpic como dopante fosforescente azul.

Dopantes

Para que sean compatibles con los materiales anfitriones, los requisitos bsicos para los materiales husped o dopantes son: Elevada fluorescencia. Para el color verde, las coordenadas cromticas CIE son (0.30, 0.60); para el color rojo las coordenadas CIE son (0.62, 0.37), siendo (0.64, 0.34) el estndar de la SMPTE-C (Society of Motion Picture and Television Engineers ) y (0.64,0.33) el estndar EBU (European Broadcasting Union ); para el azul las coordenadas CIE son (0.14-0.16, 0.11-0.15); y para el blanco (0.313, 0.329). Buen ajuste de los niveles de energa HOMO y LUMO con los del anfitrin. Para emisores triplete (fosforescentes), el nivel de energa triplete debe ser menor que el del anfitrin. Procesos de transferencia de energa rpidos. Compatibilidad de fase con los materiales anfitriones.

PRINCIPALES DOPANTES FOSFORECENTES

Requisitos de los materiales para OLEDs

Los materiales moleculares amorfos son aptos para funcionar en transporte de huecos, confinamiento de huecos, transporte de electrones o en emisin, dependiendo principalmente de sus potenciales de ionizacin y afinidades electrnicas. Los materiales con potencial de ionizacin bajo y afinidad electrnica baja normalmente suelen actuar como materiales para transporte de huecos (aceptando huecos con carga positiva y transportndolos), mientras que materiales con altas afinidades electrnicas y elevados potenciales de ionizacin normalmente juegan la funcin de capa de transporte de electrones (aceptando cargas negativas y permitiendo que stas se muevan a travs de las molculas).

En otras palabras, los materiales donadores de electrones y los materiales aceptores de electrones sirven en los OLEDs como materiales para las capas de transporte de huecos y para las capas de transporte de electrones, respectivamente. Los materiales para el confinamiento de huecos deben ser aceptores de electrones dbiles con potenciales de ionizacin altos, de modo que puedan aceptar electrones de la capa de transporte de electrones y transportarlos a la capa de emisin, pero al mismo tiempo eviten que los huecos puedan escapar de la capa de emisin. La capa de emisin funciona como el centro de recombinacin para que los portadores (electrones y huecos) inyectados generen estados excitados o excitones, que puedan emitir luminiscencia o transferir sus energas de excitacin a un dopante luminiscente disperso en el material husped (host) de la capa de emisin. Por tanto, los materiales a utilizar en la capa de emisin deben tener carcter bipolar, es decir, ser tanto aceptores de huecos como de electrones.

MATERIALES AMORFOS PARA EL TRANSPORTE DE HUECOS

Diodos emisores de luz basados en polmeros (PLEDS)

Los polmeros conjugados semiconductores son importantes como materiales activos en una nueva generacin de dispositivos electrnicos y pticos, incluyendo diodos emisores de luz basados en polmeros (PLEDs), fotodetectores, clulas fotovoltaicas y amplificadores/lseres pticos. La investigacin llevada a cabo durante la ltima dcada ha demostrado las oportunidades comerciales asociadas a la implementacin de PLEDs en pantallas de matriz pasiva y activa. Por consiguiente, el desarrollo de PLEDs que muestren emisin eficiente y estable en el azul, el verde y el rojo es un campo de investigacin muy activo en laboratorios de Europa, Asia y Estados Unidos. Los PLEDs que emiten luz blanca son de inters y potencial importancia para su uso como iluminacin posterior en pantallas de matriz activa altamente eficientes (con filtros de color) y por su aplicacin en iluminacin en estado slido. El desarrollo de PLEDs de gran superficie que emitan luz blanca estable y que puedan ser fabricados mediante procesado en solucin ser de gran importancia en este ltimo campo.

LEDs fabricados con polmeros semiconductores

Los diodos emisores de luz convencionales se fabrican a partir de cristales inorgnicos de banda de energa prohibida (bandgap) directa como, por ejemplo, GaAs o GaN. Aunque los diodos emisores de luz inorgnicos funcionan perfectamente bien para muchas aplicaciones, no son apropiados para aplicaciones que requieren grandes superficies, matrices de diferentes colores o flexibilidad mecnica. Adems, los cristales son quebradizos y su crecimiento requiere utilizar mtodos de crecimiento epitaxial, como la epitaxia por haces moleculares o la deposicin qumica en estado vapor, que resultan caros. Por el contrario, los LEDs fabricados con polmeros semiconductores resultan atractivos toda vez que pueden ser estampados (patterned) fcilmente sobre grandes superficies y sobre cualquier tipo de sustrato, son capaces de emitir en todo e l rango del espectro visible y son flexibles.

Forma esquemtica de un PLED

Los PLED procesados en solucin constan generalmente en una pelcula delgada de polmero semiconductor entre dos electrodos para la inyeccin de carga, como se muestra en la figura. El dispositivo se construye sobre un sustrato de vidrio o de plstico recubierto con un electrodo transparente (como el ITO). A continuacin, se deposita la pelcula de polmero semiconductor luminiscente, normalmente con un espesor entre 50y 200 nm, que deber cumplir mltiples funciones: transporte de huecos, transporte de electrones y recombinacin de excitones. Finalmente, se completa el dispositivo depositando un metal con funcin de trabajo baja (por ejemplo, Ca) como ctodo.

Debido al pequeo espesor de las capas orgnicas, los requisitos de planicidad del electrodo transparente y alta calidad de la pelcula EL han de ser cumplidos de modo riguroso, con lo que se constituyeron en verdaderos problemas en las primeras etapas del desarrollo de los SMOLED y PLED. Las exigencias mencionadas se reducen significativamente en los PLED insertando una capabuffer de polmero conductor entre el ITO y la capa de polmero luminiscente .

Esta capa aporta mltiples beneficios al dispositivo: Sirve como nodo polimrico y ajusta el HOMO del polmero EL para facilitar la inyeccin de huecos. Sirve como capa de planarizacin para la superficie rugosa del ITO, evitando agujeros en la capa de emisin asociados a espculas superficiales del ITO. Sirve como barrera qumica, evitando la difusin de tomos inorgnicos (indio) del ITO en la capa de polmero EL.

Al aplicar la capa buffer al PLED, el funcionamiento del dispositivo y su vida til mejoran espectacularmente, pasando de 10 horas a ms de 10.Los polmeros semiconductores han sido sintetizados con diferentes estructuras moleculares y un amplio intervalo de bandas prohibidas de energa.Por consiguiente, pueden obtenerse polmeros luminiscentes con colores de emisin que cubren todo el espectro visible. La funcionalizacin de las cadenas laterales de una misma cadena principal (por ejemplo, con grupos alcoxi o alquilo) puede utilizarse para desplazar el color de la luz emitida sobre una parte importante del espectro visible. La utilizacin dela sntesis para crear homopolmeros y copolmeros con diferentes estructuras moleculares es la metodologa conocida como ingeniera de bandas de energa prohibida. En la figura de la pgina siguiente se muestran unos cuantos ejemplos representativos sobre la variedad de bandas de energa prohibidas y colores de emisin que pueden obtenerse con esta metodologa. El uso de copolmeros es particularmente interesante: empleando copolmeros en bloque pueden crearse estructuras de pozo cuntico bien definidas. El apagamiento de la concentracin (concentration quenching) no es un problema importante en los polmeros semiconductores. Generalmente, la eficiencia cuntica para la fotoluminiscencia procedente de pelculas delgadas es comparable a la de soluciones diluidas. La ausencia de un fuerte apagamiento de la concentracin se debe a la deslocalizacin espacial de los estados excitados. Debido a que los excitones dbilmente enlazados estn distribuidos a lo largo de muchas unidades repetidas, el desdoblamiento Davidov que resulta de las interacciones inter cadena es pequeo. Como resultado, el desorden que se presenta en las pelculas depositadas a partir de soluciones es lo bastante grande como para mezclar los estados oscuro y emisor del desdoblamiento Davidov. De este modo, es posible conseguir eficiencias cunticas del 60-70% a partir de pelculas delgadas de polmeros semiconductores luminiscentes.

Fotografa de una pantalla flexible de siete segmentos fabricada a partir de polmeros semiconductores

Polmeros electroluminiscentes: sntesis, estructura y propiedades

Desde el descubrimiento por Holmes y Friend de la electroluminiscencia en polmeros conjugados,se ha producido un considerable inters industrial y acadmico en los polmeros electroluminiscentes para su uso como materiales activos en OLEDs, o lseres de polmeros.

Obviamente, para producir dispositivos viables desde un punto de vista comercial se necesitan materiales que puedan dar lugar a los colores de emisin deseados, una intensidad y eficiencia elevada, y una buena estabilidad. El disear materiales que cumplan estos criterios constituye un reto para los qumicos de sntesis e ingenieros, quienes debern atender al control del color de emisin, las propiedades de aceptacin y transferencia de carga (importantes para optimizar la eficiencia del dispositivo) y la estabilidad elctrica y ptica (factores clave para determinar la vida del dispositivo). De acuerdo con estos planteamientos, se presenta a continuacin una visin general de los principales mtodos de preparacin de polmeros electroluminiscentes, haciendo nfasis en cmo el diseo sinttico puede contribuir a alcanzar los criterios de rendimiento de los dispositivos referidos.

Poli arilen vilenos

Los poli arilen vilenos o PAVs representan el grupo ms ampliamente estudiado de polmeros electroluminiscentes. El compuesto de partida, poli (para-fenilen vinileno(PPV, es insoluble y por tanto debe ser considerado como un polmero pre cursor, pero derivados como el MEH-PPV. con cadenas solubles alquil, aril, silil o alcoxi, muestran buena solubilidad en disolventes orgnicos y por tanto pueden ser rpidamente procesados con tcnicas como el spin-coating.

Mediante una eleccin apropiada de sustituyentes, se puede variar el color de emisin desde el verde y el rojo hasta el IR cercano (este, de especial inters en telecomunicaciones). Las propiedades de aceptacin y transferencia de carga pueden ser modificadas por la incorporacin de grupos que retiran electrones del anillo como en, aportando grupos CN como en CN-PPV o sustituyendo heterociclos por bencenos como en PIB .Hay nueve rutas principales para la sntesis de los PAVs : termo conversin o ruta Wessling-Zimmerman, deposicin qumica en fase vapor (CVD), polimerizacin meta tsica por apertura de anillo (ROMP), policondensacin de Gilch o sus modificaciones con cloro como precursor (CPR) y la no inica, la policondensacin de Knoevenagel, la polimerizacin de acoplamiento de Heck, la condensacin Wittig-Horner y otras.

Relacin estructura propiedades en los PAVs

El color de emisin y la eficiencia de los PAVs se ven afectados principalmente por dos elementos estructurales: los efectos de los sustituyentes y el grado de conjugacin a lo largo del esqueleto. Efectos intermoleculares tales como la agregacin de las cadenas de polmero en estado slido, pueden afectar tanto al espectro de emisin (la agregacin generalmente produce un desplazamiento hacia el rojo) como a la eficiencia de la fotoluminiscencia (la agregacin tiende a aumentar las vas de recombinacin no radiativa).

OLEDs BASADOS EN DENDRMEROS

Los materiales orgnicos electroluminiscentes se clasifican generalmente en dos tipos, de pequea molcula o polimricos. Mientras que las pequeas molculas como el aluminio tris(8- hidroxiquinolina) (Alq3 ) tradicionalmente se depositan por evaporacin bajo condiciones de vaco, los materiales polimricos de alto peso molecular pueden ser procesados bajo condiciones ambientales a partir de soluciones y pueden incluso ser impresos mediante tcnicas de chorro de tinta (ink-jet ). Gran parte de la investigacin en la electroluminiscencia (EL) orgnica durante los ltimos 15 aos se ha centrado en materiales de bajo peso molecular o bien de peso molecular extremadamente alto.

Un intermedio entre ambas clases de materiales son las estructuras dendrticas, especies qumicas macromoleculares con forma de fractal (una geometra ramificada exponencial en vez de una lineal iterativa) que contienen subunidades auto-similares. Estos materiales pueden combinar las ventajas de una y otra tipologas extremas de OLEDs: alto peso molecular, capacidad de procesado en solucin, capacidad de funcionalidad y ajuste con propiedades estructurales monodispersas bien definidas.

Los sistemas dendrticos y en particular los dendrmeros conjugados han atrado recientemente la atencin tanto de los qumicos orgnicos dedicados a sntesis , como de los fotofsicos, por su inters comn en disear modelos sintticos de compuestos biolgicos que sirvan para explicar procesos biofsicos.

Geomtricamente, los dendrmeros son sistemas de crecimiento exponencial de dimensin infinita.En contraposicin, hay slo un nico camino de conexin a travs de la estructura entre dos puntos de la retcula (es decir, unidades de la molcula), haciendo que la conectividad o el camino de una excitacin sea unidimensional. Esto da lugar a las propiedades pticas inusuales de estas macromolculas como la canalizacin geomtrica de la energa.

Las molculas dendrticas han sido sintetizadas y estudiadas por su similitud con complejos biolgicos captadores de luz, existiendo un amplio soporte terico y experimental sobre estas antenas artificiales captadoras de energa.

En estos complejos, las excitaciones se generan de forma ptica en la perifrica de la molcula y se transfieren hacia la regin central de la molcula a travs de exciton-hopping incoherente (va el mecanismo de Frster) o va acoplamiento dipolo-dipolo coherente fuerte, dando lugar a un cierto grado de confinamiento de los excitones. Se han observado efectos excitnicos debidos a este fuerte grado de localizacin junto a coherencias fuertes y desdoblamientos excitnicos tipo Davidov.

Se han realizado investigaciones sobre acoplamientos intercromofricos intramoleculares tanto en el dominio del tiempo como en el dominio de la frecuencia, llegando hasta el nivel de molculas captadoras de luz individuales. Adems de las similitudes con los complejos captadores de luz, los dendrmeros tambin pueden ser utilizados como materiales emisores.

El confinamiento de excitones en el centro del dendrmero permite que la regin de emisin pueda ser modificada de forma independiente respecto a la arquitectura dendrtica, que puede ajustarse para que proporcione las interacciones deseadas con el entorno (como molculas vecinas o disolvente).Las excitaciones emisoras pueden por consiguiente ser protegidas del entorno a travs de la periferia del dendrmero.Esto puede reducir perturbaciones parsitas tales como efectos de solvatacin en la fase condensada o el apagado de la electroluminiscencia (quenching) mediante interaccin con el entorno o cromforos vecinos en la pelcula slida.

Propiedades electrnicas

OLEDs BASADOS EN EL ENTRECRUZAMINETO

Para la preparacin de capas entrecruzadas se comienza dispersando el material en un disolvente, se aplica por spin-coating sobre la parte superior del sustrato y finalmente secura, dando lugar a una red polimrica insoluble. Las estructuras multicapa se obtienen por repeticin de las operaciones de deposicin y curado:

Los mtodos de sntesis de capas entrecruzadas para uso en OLEDs multicapa suelen ser clasificados por el grupo reactivo utilizado en el material precursor, pudindose enumerar tres procedimientos principales: la cicloadicin [2+2] de cinamatos; la polimerizacin, a travs de radicales, de acrilatos y derivados estireno ; y la polimerizacin de apertura del anillo catinico (CROP) de materiales funcionalizadoscon oxetano.

MATERIALES ANFITRIONES BASADOS EN COMPUESTOS DE SILANO PARA PLULEDS EMISORES EN EL AZUL Y EN EL BLANCO

MATERIALES ANFITRIONES PARA DOPANTES FOSFORESCENTES EN EL AZUL

Los materiales anfitriones ms utilizados en este caso son el antraceno y compuestos basados en distirilo, como se muestra en el esquema. Estos compuestos tienen buena compatibilidad de fase con sus dopantes azules, que tambin pertenecen a los compuestos de antraceno, distirilamina, perileno y derivados fluorados.

MATERIALES FLUORESCENTES EN EL VERDE

Podemos distinguir varias familias:

Colorantes de cumarina

Quinacridonas

Indeno (1,2,3 cd) perilenos

Compuestos de diaminoantraceno y derivados del dibenzocrizeno

Quelatos metlicos

DOPANTES FLUORESCENTES EN EL ROJO

Las principales familias son:

Compuestos contenido pirano

Emisores push-pull

Poliacenos

Quelatos metlicos

EMISORES FLUORESCENTES EN EL AZUL

En este caso, el gran reto en el diseo de dispositivos en el azul reside en conseguir emisores y anfitriones estables. Se han explorado muchos materiales orgnicos como emisores en el azul, que pueden resumirse en las siguientes familias:

Derivados del distirilarileno (DSA)

Derivados del antraceno

Otros compuestos heterocclicos

Emisores en el azul con espiroderivados

Aminas aromticas

Cromforos orgnicos basados en compuestos de organosilicio

Quelatos metlicos

ESTRUCTURA DE UN OLED

La estructura bsica OLED est compuesta por materiales orgnicos colocados entre el ctodo y el nodo, que est compuesto de xido conductor elctrico transparente de indio y estao (ITO). Los materiales orgnicos componen una fina pelcula de mltiples capas, que incluye el orificio de la capa de Transporte (HTL), la capa de emisin (EML) y la capa de transporte de electrones (ETL). Al aplicar la tensin elctrica apropiada, huecos y electrones se inyectan en la LME desde el nodo y el ctodo, respectivamente. Los agujeros y electrones se combinan en el interior del EML para formar excitones, tras lo cual se produce electroluminiscencia. La transferencia de material, el material de emisin y la eleccin de la capa de electrodos son los factores clave que determinan la calidad de los componentes OLED.

La eleccin de los materiales orgnicos y la estructura de las capas determinan las caractersticas de funcionamiento del dispositivo: color emitido, tiempo de vida y eficiencia energtica.

Estructura bsica de un oled

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Se aplica voltaje a travs del OLED de manera que el nodo sea positivo respecto del ctodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en sentido contrario de ctodo a nodo. As, el ctodo da electrones a la capa de emisin y el nodo los sustrae de la capa de conduccin.Seguidamente, la capa de emisin comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conduccin se carga con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electrostticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habra recombinacin y el dispositivo no funcionara). Esto sucede ms cerca de la capa de emisin, porque en los semiconductores orgnicos los huecos se mueven ms que los electrones (no ocurre as en los semiconductores inorgnicos).La recombinacin es el fenmeno en el que un tomo atrapa un electrn. Dicho electrn pasa de una capa energtica mayor a otra menor, liberndose una energa igual a la diferencia entre energas inicial y final, en forma de fotn.La recombinacin causa una emisin de radiacin a una frecuencia que est en la regin visible, y se observa un punto de luz de un color determinado. La suma de muchas de estas recombinaciones, que ocurren de forma simultnea, es lo que llamaramos imagen.

1 CTODO2 CAPA DE EMISIN3 EMISIN DE RADIACIN (LUZ)4 CAPA DE CONDUCCIN5 NODO

TECNOLOGAS RELACIONADAS

SM-OLED (small-molecule OLED)

Los SM-OLED se basan en una tecnologa desarrollada por la compaa Eastman Kodak. La produccin de pantallas con pequeas molculas requiere una deposicin en el vaco de las molculas que se consigue con un proceso de produccin mucho ms caro que con otras tcnicas (como las siguientes). Tpicamente se utilizan sustratos de vidrio para hacer el vaco, pero esto quita la flexibilidad a las pantallas aunque las molculas s lo sean.

PLED (polymer light-emitting diode)

Los PLED o LEP (Light-Emitting Polymers) han sido desarrollados por la Cambridge Display Technology. Se basan en un polmero conductivo electroluminiscente que emite luz cuando le recorre una corriente elctrica. Se utiliza una pelcula de sustrato muy delgada y se obtiene una pantalla de gran intensidad de color que requiere relativamente muy poca energa en comparacin con la luz emitida. El vaco, a diferencia de los SM-OLED, no es necesario y los polmeros pueden aplicarse sobre el sustrato mediante una tcnica derivada de la impresin de chorro de tinta comercial (llamada inkjet en ingls). El sustrato usado puede ser flexible, como un plstico PET. Con todo ello, los PLED pueden ser producidos de manera econmica.

TOLED (transparent OLED)

Los TOLED usan un terminal transparente para crear pantallas que pueden emitir en su cara de delante, en la de atrs, o en ambas consiguiendo ser transparentes. Los TOLED pueden mejorar enormemente el contraste con el entorno, haciendo mucho ms fcil el poder ver las pantallas con la luz del sol.

SOLED (stacked OLED)

Los SOLED utilizan una arquitectura de pxel novedosa que se basa en almacenar subpxeles rojos, verdes y azules, unos encima de otros en vez de disponerlos a los lados como sucede de manera normal en los tubos de rayos catdicos y LCD. Las mejoras en la resolucin de las pantallas se triplican y se realza por completo la calidad del color.

TECNOLOGA OLED

Las pantallas estn sufriendo desde hace tiempo un proceso de adelgazamiento que parece no tener fin. Los monitores de plasma y LCD no han acabado an de sustituir plenamente a los voluminosos televisores de tubo y ya tenemos a la vista la prxima revolucin, las ultrafinas pantallas OLED. (Sony empezar a comercializar estas navidades una televisin que no supera los tres milmetros de grosor basada en esta tecnologa.)La tecnologa OLED, basada en la emisin de luz a partir de un diodo orgnico que reacciona a una corriente elctrica, es segn los expertos ms eficiente, y permite construir pantallas ms ligeras y delgadas que las actuales. El problema, por ahora, parece ser la fabricacin de monitores de gran tamao, como los que estn disponibles en LCD y plasma.El modelo que Sony empezar a comercializar en navidades en Japn, llamado XEL-1. Con ella, la compaa japonesa desea recuperar el liderazgo tecnolgico del sector. Actualmente es el segundo fabricante de pantallas de cristal lquido por nmero de ventas, por detrs de la coreana Samsung.

Una de las grandes ventajas de las pantallas OLED es que, a diferencia de las pantallas LCD, no necesitan retroiluminacin, lo que permite reducir su tamao an ms. Adems ofrecen mejoras en "calidad de imagen, ngulo de visin, tiempo de respuesta y un mayor ratio de contraste," segn un informe de la firma DisplaySearch.

El mismo estudio seala que el mercado de pantallas de diodos orgnicos emisores de luz (OLED por sus siglas en ingls) est floreciendo y se prev que sus ventas crezcan un 117 por ciento en el prximo ao, a medida que ms productos clave como telfonos mviles adoptan la tecnologa. Aun as, el problema del tamao de la pantalla sigue presente y frenar la extensin de OLED. "No creo que vaya a sustituir al LCD de la noche a la maana", ha declarado el presidente ejecutivo de Sony, Ryoji Chubachi, que no obstante insiste en el "gran potencial de esta tecnologa".Sony no es el nico fabricante que trabaja con lo diodos orgnicos aplicados a la televisin. Toshiba ha anunciado que empezar a colocar en las tiendas televisiones OLED en el ao 2009.

Pantallas OLEDs VS LCD, pros y contras

El reciente anuncio del nuevo televisor OLED ms grande del mundo, ha resurgido las dudas y preguntas de esta tecnologa de pantallas an por explotar.Con la nueva oleada de televisores OLED que est al caer, hay que tener claro los pros y los contras de este tipo de pantallas. A continuacin las ventajas y desventajas entre las pantallas OLED y LCD.

Duracin de vidaLos televisores LCD, as como televisores de plasma tienen una vida til de alrededor de 60.000 horas. En este punto, los televisores OLED estn muy por detrs, ofreciendo una vida til mucho ms corta de slo unos pocas miles de horas. Los compuestos orgnicos utilizados en las pantallas OLED tienen la culpa de esta corta vida.Los cientficos estn trabajando continuamente para mejorar la vida til de los televisores OLED.

Frecuencia de actualizacinLos televisores LCD han sufrido siempre de una pobre tasa de refresco. Debido a esto, las imgenes en movimiento rpido como las de deportes o pelculas de accin parecan borrosas en los bordes, algunas personas, incluso sealan que el fenmeno genera dolores de cabeza despus de largos perodos de tiempo. Por contra, OLED tiene excepcionales tasas de actualizacin,y carece de los problemas del LCD. Eso significa que, no importa el contenido se vea, la imagen ser ntida y clara.

ngulo de visinOtro aspecto que afecta a la calidad de la imagen de los televisores LCD es el estrecho ngulo de visin. Si se mira un LCD de forma directa desde su parte frontal se ve bien, pero una vez que se mueve y se ve desde un ngulo los colores y la calidad de la imagen se ven afectados. Este problema no existe con los televisores OLED que tiene ngulos de visin muy amplio, su imagen no se altera cuando se ve desde un lado.

Los niveles de negroLos televisores LCD han sufrido siempre de los pobres niveles de negro en contraste con los televisores de plasma que siempre lleva en esta rea. Los televisores OLED son tecnolgicamente muy similares a los televisores de plasma.

Los niveles de negro de las pantallas OLED son excepcionales. Esto hace que la imagen realmente buena, mejorando los colores y la calidad de imagen en general. Los televisores de LCD producir la imagen de bloquear o permitir que la luz pase a partir de la fuente de luz detrs de la pantalla LCD. No importa lo que los fabricantes han hecho, algunos de los que la luz se las arregla para pasar a travs, incluso cuando los pxeles deben ser de color negro. OLED por otro lado las obras de la generacin de luz (de forma similar a la del plasma). Esto significa que si un pxel tiene que ser de color negro que puede ser negro, o al menos lo suficientemente cerca de negro para parecer absolutamente negro. Sin embargo, algunos de los nuevos televisores LED de la serie de modelos de gama alta, para llevar a cabo la gestin, as como televisores de plasma en esta zona, que sufren de los ngulos de visin relativamente pobre. En otras palabras, en general todava no estn mejor. Naturalmente, la brecha es an mayor entre los TV LCD y TV OLED.

La uniformidad de imagenLos televisores OLED tienen una uniformidad excelente, colores, sombras y gradientes uniformes restantes en toda la pantalla sin importar lo que est viendo o desde qu ngulo. Los televisores LCD en cambio, presentan una uniformidad menos precisa, con ligeras variaciones en la imagen de la pantalla.Muchos fabricantes de modelos de gama alta LCD presentan muy buena uniformidad, pero una vez que nos fijamos en modelos medios, los problemas de uniformidad saltan a la vista.

Consumo de energaUna de las ventajas significativas de OLED vs LCD y otros tipos de televisores es su bajo consumo de energa. Los modernos televisores LCD puede consumir ms de 500 vatios de energa elctrica. OLED en cambio, es una tecnologa ms ecolgica, y ha conseguido que el consumo de energa haya mejorado mucho.

Burn-In (Quemado de pantallas)Los televisores LCD no tienen absolutamente ningn problema de burn-in. La pantalla LCD no genera luz y no es con fsforos. Debido a que no hay manera de que un LCD podra desarrollar burn-in. Esta resistencia a la quemadura en pantallas LCD hace adecuado para monitores de ordenador en lugar de televisores de plasma.

OLED es de una manera comparable a la del plasma. Tericamente OLED podra desarrollar burn-in. En este punto, debido al hecho de que las pantallas OLED son muy pocas para poner a prueba, no se dispone la informacin pertinente para confirmar o enfermos la posibilidad de marcar a fuego en la OLED. Considerando sin embargo que OLED se ha utilizado durante bastante tiempo para el telfono y las pantallas de PDA, nos inclinamos a pensar que OLED es mucho ms resistente a las quemaduras en el que las pantallas de plasma. Tal vez cuando existan ms modelos de televisores OLED se sabr si pueden quemarse.

Tamaos y flexibilidadOtra rea en la que las pantallas OLED salen triunfadoras. La tecnologa OLED permite fabricar pantallas ms delgadas y flexibles, debido a que los materiales que se emplean en su fabriaccin son plsticos y elemntos orgnicos. Como consecuencia las pantallas OLED son ms finas y menos rgidas que las pantallas LCD, debido principalmente al cristal de estas ltimas.

Experimentos probados con tecnologa OLED

EL TECLADO Optimus Maximus por el art Lebedev Studio a principios de 2008 * 113 48 utiliza OLED de 48 pxeles (10,1 *10,1 mm) para las teclas. OLEDs pueden ser utilizados en alta resolucin holografa (visualizacin volumtrica) Como fuentes de luz de estado slido, la eficiencia de vida til OLED ya son superiores a las bobinas incandescentes, adems son investigados como fuentes de iluminacin. Para el tratamiento de cncer mediante la terapia fotodinmica El 5 de junio del 2009 DuPOnt demostr un nuevo material que se puede imprimir en silicio policristalino OLED de matriz activa.

Conclusiones:

El funcionamiento de la tecnologa OLED es relativamente sencillo y de fcil comprensin, esto hace que presente una plaza buena de trabajo. Su campo de aplicacin es muy amplio y sus estudios han dado grandes descubrimientos como el tratamiento del cncer.

Bibliografa:

http://hiperdef.com/2010/05/dupont-consigue-imprimir-una-pantalla-oled-de-50-en-2-minutos http://vos.lavoz.com.ar/tecnologia/tecnologia-oled-futuro-television-hoy http://tecnologas.blogspot.com/2007/10/la-tecnologa-oled.html http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_org%C3%A1nico_de_emisi%C3%B3n_de_luz DISPOSITIVOS ELECTRNICOS, Thomas L. Floyd, Pearson educacin, octava edicin 2008, captulo 3 pag 135 -137

Guerra Almeida Yomara AGOSTO - DICIEMBRE