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Pantallas flexibles grandes y brillantes
Las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son atractivas porque son brillantes, eficientes y lo suficientemente delgadas para ser flexibles. Pero actualmente están limitados para su uso en pantallas pequeñas, como las de los teléfonos móviles. Eso se debe en parte a las fallas de una pieza del dispositivo, un electrodo transparente que se usa para iluminar la pantalla. Ahora, investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado un nuevo tipo de electrodo que podría ayudar a despejar el camino para pantallas OLED grandes y flexibles.
Malla de metal: Una rejilla de alambres de metal de 200 nanómetros de espesor podría usarse como un electrodo transparente flexible y robusto para iluminar pantallas de panel plano y LED orgánicos.
Los OLED consisten en capas de semiconductores orgánicos intercaladas entre dos electrodos, uno de los cuales debe ser transparente para permitir que la luz escape. Las pantallas actuales utilizan una película transparente de óxido de indio y estaño (ITO), pero este material es caro, frágil e inflexible, lo que lo hace inadecuado para pantallas flexibles de gran superficie. También puede degradar las capas orgánicas emisoras de luz.
El nuevo electrodo es una rejilla de alambres metálicos altamente conductores tan delgados que son esencialmente transparentes. Catedrático de Ingeniería Eléctrica e Informática L. Jay Guo dice que el electrodo debe ser más flexible y menos costoso que el ITO, sin degradar los materiales orgánicos. Los investigadores incorporaron la rejilla en un OLED como electrodo superior y no observaron ninguna diferencia visible en el brillo entre la emisión de luz de sus LED y la de un OLED convencional hecho con un electrodo ITO, aunque Guo dice que él y sus colegas necesitarán hacer más. medidas ópticas detalladas para ver cómo se comparan los dos. El trabajo se describe en un artículo en línea en la revista. Materiales avanzados .
Los investigadores hicieron rejillas de cobre, oro y plata, con alambres de 120 o 200 nanómetros de ancho y separados por espacios de aproximadamente 500 nanómetros en una dirección y por espacios de 10 micrómetros en la dirección perpendicular. La excelente conductividad de estos metales da como resultado una resistencia tan pequeña como cinco ohmios, que es menor que la resistencia promedio de la capa de ITO.
Los investigadores utilizan una técnica llamada litografía por nanoimpresión, que les permite hacer una rejilla de cables que se puede transferir a cualquier otra superficie, incluido un sustrato para una pantalla flexible. (Consulte 10 tecnologías emergentes que cambiarán el mundo).
Al cambiar el ancho y la altura de los cables, los investigadores pueden cambiar la transparencia y la conductividad. Hacer los cables más delgados hace que el electrodo sea más transparente, pero al mismo tiempo, los cables más delgados tienen una mayor resistencia. Entonces, los investigadores duplicaron la altura de los cables, lo que reduce la resistencia en un factor de tres, pero disminuye la transparencia solo en un 5 por ciento, dice Guo. Hay un gran potencial para jugar con estos parámetros, agrega. [Hay] mucho espacio para optimizar la estructura.
Jorma Peltola, que es consultora de fabricantes de pantallas planas, señala que, si bien encontrar una alternativa robusta y flexible a ITO es una prioridad para la industria de pantallas OLED, también se necesitarán mejores materiales orgánicos y métodos de fabricación antes de que los OLED puedan pasar a el mercado de pantallas más grandes.
Además, la nueva técnica se enfrenta a un duro desafío: los nanotubos de carbono. Los investigadores están desarrollando películas de nanotubos de carbono que podrían reemplazar a ITO. Las películas de nanotubos tienen actualmente una resistencia aproximadamente tres veces mayor que la nueva rejilla metálica para una transparencia comparable, pero esa diferencia es pequeña y se reduce con los nuevos desarrollos, dice Andrew Rinzler , profesor de física de la Universidad de Florida, que estudia películas de nanotubos de carbono. Además, a diferencia de la rejilla metálica, las capas de nanotubos entran en contacto con cada parte de la capa semiconductora orgánica sobre la que se depositan, lo que debería aumentar la eficiencia del dispositivo.
Pero como demostración por primera vez, vale la pena seguir la idea de la rejilla metálica, dice Rinzler. A pesar de los posibles problemas y las tecnologías competidoras, esta es una tecnología potencialmente viable que bien vale la pena explorar.