Un equipo internacional de investigadores y empresas se han unido en el proyecto FlexiDis, financiado por la Unión Europea, para desarrollar una nueva generación de pantallas flexibles y robustas que pueden curvarse para adaptarse a la forma del producto, e incluso enrollarse como una revista. Los científicos se plantean cuál de las tecnologías que se encuentran en fase de desarrollo es la mejor, y el principal reto es sustituir el vídrio de las pantallas por otro tipo de material, siendo el denominado OLED (diodo orgánico emisor de luz) uno de los principales candidatos.
“La investigación necesaria para definir la ruta de avance en pantallas flexibles es una labor excesivamente grande para una sola empresa, institución o universidad,” dice Eliav Haskal, de Philips Research, coordinador del proyecto FlexiDis, que añade: “Cuando iniciamos el proyecto, nadie sabía exactamente que hacer, y existían muchas soluciones diferentes”, añade. Grandes firmas industriales como Nokia, Thales y Philips, así como universidades, centros de investigación, y numerosas empresas pequeñas y medianas han puesto en común sus capacidades para probar de modo exhaustivo un gran número de materiales y técnicas.
Actualmente las pantallas planas que se utilizan en los monitores de ordenador, los televisores y en muchos otros dispositivos electrónicos están construidas todas ellas sobre una base de vidrio. La mayoría utiliza dispositivos de cristal líquido (LCDs), que filtran la luz que se suministra desde atrás, para formar una imagen. No obstante, el substrato de vidrio hace que las pantallas LCD sean rígidas y frágiles, lo que limita sus aplicaciones.
En general las pantallas constan de dos partes principales: una ‘placa posterior’ sobre la que se monta la electrónica, y una ‘placa frontal’ que contiene los elementos de visualización propiamente dichos. El plano posterior tradicionalmente está fabricado en vidrio, sobre el que se deposita una red de transistores de película delgada (TFTs) que controlan el estado de cada píxel de la pantalla. Los científicos del proyecto FlexiDis, financiado por el Sexto Programa Marco de Investigación de la UE, se ha centrado en buscar un material que sustituya al vídrio.
Una posibilidad era usar metal delgado, una opción particularmente atractiva para un prometedor tipo de elemento emisor de luz denominado OLED (diodo orgánico emisor de luz). A diferencia de un LCD, un OLED emite su propia luz, en lugar de filtrar la luz procedente de una fuente de retroiluminación, y por ello tiene capacidad para crear pantallas a todo color utilizando mucha menos energía que los LCDs. Además los OLED pueden conectarse y desconectarse con mucha mayor rapidez que un LCD, lo que los hace idóneos para pantallas de vídeo, como las de los televisores.
“La primera tentativa consistió en trabajar con substratos metálicos, ya que el metal es una excelente barrera al agua y al oxígeno, dos sustancias que se sabe que degradan la vida útil de los OLED”, ha dicho Haskal. Además el metal tiene la ventaja de que es suficientemente rígido para su manipulación en fábricas diseñadas para producir pantallas basadas en vidrio, una consideración económica muy importante.
La fabricación de una placa posterior con base metálica adecuada para los OLED resultó muy difícil, por lo que los colaboradores decidieron también investigar la posibilidad de construir pantallas de OLED sobre una placa posterior de material plástico. “Nos vimos obligados a introducir un nuevo método de fabricación de transistores de película delgada sobre plástico, en un proceso que pudiera realizarse en una instalación de producción”, ha dicho Haskal, "y en última instancia, ese era el mayor problema”.
Los transistores convencionales se fabrican generalmente a una temperatura próxima a 280°C, que es excesivamente elevada para la mayoría de los plásticos. En lugar de tratar de reducir la temperatura de un proceso estándar, los investigadores decidieron desarrollar dos alternativas. Uno de los métodos utilizaba un plástico resistente a altas temperaturas, denominado polimida a 280°C, y el otro era utilizar TFTs orgánicos, que pueden depositarse a temperaturas muy inferiores.
Los socios de FlexiDis han desarrollado ahora tres nuevas tecnologías para producir placas posteriores flexibles. La primera de ellas, denominada EPLaR (componentes electrónicos sobre plástico por liberación mediante láser, por sus siglas en inglés), utiliza polimida aplicada por revestimiento giratorio sobre una placa de vidrio. Los TFTs se forman sobre el plástico del modo habitual, y el conjunto completo de placa posterior se libera a continuación del vidrio mediante un proceso láser. Las otras dos tecnologías utilizan TFTs orgánicos depositados a 120-150°C, una temperatura a la que pueden utilizarse muchos más plásticos. En uno de los procesos, los TFTs se depositan mediante chorro de tinta, mientras que en el otro se utiliza un proceso de revestimiento giratorio.
Estas tres tecnologías han encontrado sus primeras aplicaciones comerciales, que incluyen una pantalla monocroma capaz de presentar imágenes de alta resolución. Las pantallas denominadas ‘electroforéticas’ son la base de lo que se ha llamado “papel electrónico”, que refleja la luz de modo análogo al papel ordinario, y que puede retener una imagen sin consumir electricidad. La versión de esta tecnología con base de vidrio se ha comercializado en los dispositivos como Sony Librié, Amazon Kindle e IRex Iliad.
Dos empresas europeas lanzarán lectores de libros electrónicos basados en las tecnologías de FlexiDis. Una fábrica de Taiwan ha obtenido una licencia para producir a gran escala pantallas flexibles para el mercado de consumo. Thales Avionics LCD está planeando el paso a procesos industriales de la producción de pantallas flexibles para el sector de aviónica (electrónica para aeronaves).
Aunque la tecnología OLED tardará más en llegar al mercado – los socios de FlexiDis realizaron una demostración de la primera pantalla flexible de OLED en 2007 – ofrece las mejores perspectivas para crear pantallas flexibles que admitan imagen a todo color y vídeo. A largo plazo, el desarrollo de pantallas a todo color podría hacer posible el tipo de imágenes de periódico en movimiento que se ven en películas como la serie Harry Potter y Minority Report. “Todos los participantes del sector han visto Minority Report, por las ideas que presenta sobre trabajar con periódicos que muestran información que se actualiza constantemente, a todo color y con vídeo”, ha dicho Haskal.
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