AMOLED
AMOLED (siglas en inglés de active matrix OLED, en español «OLED de matriz activa») es una tecnología de fabricación de pantallas basada en OLED(diodo organico de emision de luz). Tiene una importancia al alza debido a su utilización en dispositivos móviles, como los teléfonos móviles.
Visión general
AMOLED permite dirigirnos a un píxel concreto. El progreso que permite esta tecnología, se refleja en modelos superiores, más caros y que consumen menos potencia de energía, por ejemplo, televisores.
Explicación técnica
Un dispositivo OLED de matriz activa (AMOLED), consiste en un conjunto de píxeles OLED que se depositan o integran en una serie de transistores de película fina (TFT) para formar una matriz de píxeles, que se iluminan cuando han sido activados eléctricamente, controlados por los interruptores que regulan el flujo de corriente que se dirige a cada uno de los píxeles. El TFT continuamente regula la corriente que fluye por cada uno de los píxeles, para así caracterizar el píxel con el nivel de brillo que mostrará.
Generalmente esa corriente se controla mediante dos TFT por píxel, uno para empezar y parar de cargar el condensador, y el otro para proveer el nivel necesario de tensión al píxel para así crear una corriente de valor constante y poder evitar los picos de alta corriente que requiere un OLED pasivo para las operaciones en la matriz de píxeles.
Las pantallas de AMOLED se caracterizan en cuatro capas para el control de la imagen que muestra:
- Capa del ánodo
- Capa intermedia orgánica
- Capa del cátodo
- Capa que contiene toda la circuitería
Elemento de matriz activa
La tecnología TFT backplane del TFT es un elemento crucial para la fabricación de dispositivos AMOLED flexibles.
El proceso que se utiliza en los sustratos convencionales en los que se basan los TFT no se pueden utilizar con los sustratos de plástico flexibles que necesitamos, principalmente porque este proceso implicaría el no trabajar a temperaturas bajas, siendo este un límite necesario.
Para solucionar este problema, hoy en día existen principalmente dos tecnologías de fabricación del backplane del TFT utilizadas en los AMOLED: poly-Silicon (poly-Si) o amorphous-Silicon (a-Si).
Estas tecnologías ofrecen la posibilidad de fabricación de los backplanes de matriz activa a una baja temperatura (<150 °C), insertándolos directamente en el sustrato de plástico flexible posibilitando la producción de pantallas AMOLED flexibles.
Características
Los OLED de matriz activa y los de matriz pasiva tienen las mismas posibilidades para mostrar una frecuencia de cuadro concreta, sin embargo el AMOLED consume menos potencia de forma significativa.
Los OLED de matriz activa son especialmente útiles para dispositivos electrónicos donde el consumo de energía de la batería puede ser crítico y para pantallas con una diagonal que van desde 2 a 3 pulgadas.
Cuando se fuerza la pantalla doblándola con un ángulo mayor que el ángulo crítico que permite el dispositivo, se provoca una rotura en el sustrato de plástico, rotura que se propagará a través de todo el bus de la línea correspondiente. Esta rotura provoca en la pantalla que la línea o líneas afectadas muestren un parpadeo, falle toda la línea, falle una región entera o incluso el dispositivo entero.
Ventajas y desventajas
Ventajas
- Son muy delgadas y muy ligeras
- Reforzados sistemas de protección de las roturas en el dispositivo
- Consumo muy bajo de potencia, alta robustez con una calidad de imagen superior y un bajo coste en comparación con las actuales pantallas LCD.
- Su robustez característica confiere a este dispositivo una enorme flexibilidad y posibilidad de incluso “enrollarlo”, aún estando activo, que se traduce en facilidad para su transporte o almacenamiento.
Desventajas
- Alto precio actual Esto no es ninguna contradicción. Que algo sea barato de producir no quiere decir que su precio sea bajo de momento. Este abaratamiento se basa en los costes de producción, y realmente se notará cuando las tecnologías basadas en OLED adquieran mayor difusión y venta. Es algo que pasa con todas las tecnologías que precisan de un gran desarrollo e investigación (ha pasado exactamente lo mismo con las pantallas TFT, con los módulos de memoria, con los microprocesadores...). Solo hay que recordar que no hace mucho (apenas unos años), los monitores TFT tenían un coste superior a los 600 euros (para un tamaño de 14), mientras que actualmente podemos encontrar monitores TFT de 19 por poco más de 120 euros.
- Sensibilidad al agua El agua puede estropear permanentemente un OLED, lo que hace que este tipo de tecnología requiera unos sistemas especiales de protección.
- Degradación y periodos cortos de vida El periodo de vida de las capas OLED es bastante menor que el de LCD. Además, no es igual para todos los colores. Para el rojo y el verde la duración es bastante alta, pero para el azul es bastante más corta. En general se estima una duración aproximada (dependiendo, claro está, de la tecnología empleada) de 14000 horas, frente a las 60000 estimadas para LCD. Como verán, no es que se hable de hoy para mañana (14000 horas son 5 años a 8 horas diarias), pero aun así es algo menos de un cuarto de lo que dura una pantalla LCD. Por lo apuntado en el punto anterior, esta degradación es mayor en ambientes con un alto grado de humedad.
- En este tema se está trabajando, y se han encontrado soluciones que, reduciendo el brillo, se mantiene la misma calidad de imagen y se aumenta considerablemente su duración, superando incluso por un amplio margen a las pantallas LCD.
- En pruebas experimentales se han conseguido tiempos para OLEDS verdes de más de 198000 horas y de más de 62000 para los azules.
- Alto impacto medioambiental Esto puede suponer un gran problema para el futuro, ya que los componentes orgánicos (tanto las moléculas como los polímeros) son muy difíciles de reciclar, precisándose para ello unas técnicas bastante complejas y con un alto costo.
Variaciones
Super AMOLED
Super Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode o Super AMOLED es una tecnología de pantalla (variante del AMOLED) principalmente para su uso en dispositivos móviles y tablets (ver la lista al final para ejemplos). Una de los principales diferencias de otras tecnologías de pantallas es que la capa que detecta los toques está integrada en la pantalla, en lugar de ser superpuesta en la parte superior.
Comparada con la primera generación de AMOLED, algunas de las ventajas del Super AMOLED son pantallas más brillantes, menor reflexión de la luz solar y menor consumo de energía.
Super AMOLED Plus
Super AMOLED Plus, introducido primeramente con las series smartphone Samsung Infuse 4G y Samsung Galaxy S II , es un nuevo desarrollo donde la matriz de píxeles RGBG PenTile (2 subpíxeles) se reemplaza con un arreglo de subpixeles RGB RGB de Samsung llamado "Real Stripe" (3 subpixeles), pasando de ocho a doce subpíxeles por grupo, y resultando en detalles más precisos. La tecnología de pantalla es también más brillante, más delgada y 18% más eficiente energéticamente.
HD Super AMOLED
HD Super AMOLED es una nueva pantalla tipo Super AMOLED de Samsung. El primer dispositivo en usar una pantalla HD Super AMOLED es el Galaxy Note: un smartphone con Android v2.3 con una pantalla de 5.3" pulgadas a 1280x800 de resolución . El teléfono celular (y la pantalla) fueron anunciados en septiembre de 2011. El segundo dispositivo HD Super AMOLED es el smartphone de Samsung llamado Galaxy Nexus - con una pantalla de 4.65" pulgadas a 1280x720 de resolución.5 Una mayor resolución de pantalla y dpi fueron posibles debido al cambio desde el proceso de Máscara fina de metal Fine-Metal-Mask (FMM) a un proceso de imágenes térmicas por Láser inducido Laser-Induced-Thermal-Imaging (LITI).6 Sin embargo, el cambio de LITI requirió volver a usar subpixeles Pentile RGBG.
Samsung espera desarrollar esta pantalla para obtener mejores subpixeles Samsung "Real Stripe" RGB RGB junto con la tecnología LITI.
Diodo Organico De Emision De Luz
OLED (siglas en inglés de organic light-emitting diode, en español diodo orgánico de emisión de luz) 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.
Visión general
Existen muchas tecnologías 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, así como según el tipo de componentes orgánicos utilizados.
Características
Puede y podrá ser usado en todo tipo de aplicaciones: televisores, monitores, pantallas de dispositivos portátiles (teléfonos móviles, PDA, reproductores de audio...), indicadores de información o de aviso, etc., con formatos que bajo cualquier diseño irán desde unas dimensiones pequeñas (2 pulgadas) hasta enormes tamaños (equivalentes a los que se están consiguiendo con LCD).
Mediante los OLED también se pueden crear grandes o pequeños carteles de publicidad, así como fuentes de luz para iluminar espacios generales. Además, algunas tecnologías OLED tienen la capacidad de tener una estructura flexible, lo que ya ha dado lugar a desarrollar pantallas plegables o enrollables, y en el futuro quizá pantallas sobre ropa y tejidos, etc.
La degradación de los materiales OLED han limitado su uso por el momento. Actualmente se está investigando para dar solución a los problemas derivados de esta degradación, hecho que hará de los OLED una tecnología que puede reemplazar la actual hegemonía de las pantallas LCD (TFT) y de la pantalla de plasma.
Ventajas y desventajas
Una de las principales desventajas es suele aparecer quemaduras o imágenes fantasmas en las pantallas de dispositivos que desplieguen menús de imagen fija por largos periodos durante su vida útil.
Ventajas respecto a pantallas de Plasma, LCD y LCD con retroiluminación LED
Más delgados y flexibles
Por una parte, las capas orgánicas de polímeros o moléculas de los OLED 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 OLED puede ser el plástico, que ofrece flexibilidad frente a la rigidez del cristal que da soporte a los LCD o pantallas de plasma.
Más económicos
En general, los elementos orgánicos y los sustratos de plástico serán mucho más económicos. También, los procesos de fabricación de OLED pueden utilizar conocidas tecnologías de impresión de tinta (en inglés, conocida como inkjet), e incluso por serigrafía (screen printing), hecho que disminuirá los costes de producción y permitirá el acceso a nuevos mercados y aplicaciones.
Brillo y contraste
Los píxeles de los OLED emiten luz directamente. Por eso, respecto a los LCD posibilitan un rango más grande de colores y contraste.
Menos consumo
Los OLED no necesitan la tecnología backlight, es decir, un elemento OLED apagado realmente no produce luz y no consume energía (el mismo principio usado por las pantallas de PLASMA, solo que la tecnologìa de Plasma no es tan eficiente en el consumo de energìa) y a diferencia de los LCD que no pueden mostrar un verdadero “negro” y lo componen con luz consumiendo energía continuamente. Así, los OLED 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
Capacidad futura de poder escalar las pantallas a grandes dimensiones hasta ahora ya conseguidas por los LCD 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. La tecnología OLED permite tener ventajas dentro del modelo de negocio de una empresa.
Mejor visión bajo ambientes iluminados
Al emitir su propia luz, una pantalla OLED, puede ser mucho más visible bajo la luz del sol, que una LCD.
Desventajas
Tiempos de vida cortos
Las capas OLED verdes y rojas tienen largos tiempos de vida, pero, sin embargo, la capa azul no es tan duradera; actualmente tienen una duración cercana a las 14.000 horas (8 horas diarias durante 5 años). Este periodo de funcionamiento es mucho menor que el promedio de los LCD, que, dependiendo del modelo y del fabricante, pueden llegar a las 60.000 horas. Toshiba y Panasonic han encontrado una manera de resolver este problema con una nueva tecnología que puede duplicar la vida útil de la capa responsable del color azul, colocando la vida útil por encima del promedio de la de las pantallas LCD. Una membrana metálica ayuda a la luz a pasar desde los polímeros del sustrato a través de la superficie del vidrio más eficientemente que en los OLED actuales. El resultado es la misma calidad de imagen con la mitad del brillo y el doble de la vida útil esperada.
En el 2007, OLED experimentales pudieron sostener 400 cd/m² en brillo por más de 198.000 horas para OLED verdes y 62.000 para los azules.
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 en forma permanente los OLED, ya que como cualquier dispositivo electrónico, presenta interfaces de inyección de cargas que son rápidamente dañadas. Contrario a lo que se cree el material orgánico tarda mucho mas tiempo en degradarse que estas interfaces, en contacto con el agua. En realidad, el electrodo que no esta en contacto directo con el substrato, usualmente el cátodo, es el más sensible a pequeñas cantidades de humedad. El cátodo puede ser fabricado con aluminio sobre una capa muy delgada, 1nm, de LiF para facilitar la inyección de electrones. El LiF es un material altamente hidrofílico que debe secarse en vacío antes de su evaporación.
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.
Estructura básica
Un OLED está compuesto por dos finas capas orgánicas: una capa de emisión y una capa de conducción, que a la vez están comprendidas entre una fina película que hace de terminal ánodo y otra igual que hace de cátodo. En general estas capas están hechas de moléculas o polímeros que conducen la electricidad. Sus niveles de conductividad eléctrica se encuentra entre el nivel de un aislador y el de un conductor, y por ello se los llama semiconductores orgánicos (ver polímero semiconductor).
La elección de los materiales orgánicos y la estructura de las capas determinan las características de funcionamiento del dispositivo: color emitido, tiempo de vida y eficiencia energética.
Estructura básica de un OLED.
Principio de funcionamiento
Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo sea positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en sentido contrario de cátodo a ánodo. Así, el cátodo da electrones a la capa de emisión y el ánodo los sustrae de la capa de conducción.
Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conducción se carga con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electrostáticas 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 cerca de la capa de emisión, porque en los semiconductores orgánicos los huecos se mueven más que los electrones (no ocurre así en los semiconductores inorgánicos).
La recombinación es el fenómeno en el que un átomo atrapa un electrón. Dicho electrón pasa de una capa energética mayor a otra menor, liberándose una energía igual a la diferencia entre energías inicial y final, en forma de fotón.
La recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa un punto de luz de un color determinado. La suma de muchas de estas recombinaciones, que ocurren de forma simultánea, es lo que llamaríamos imagen.
Principio de funcionamiento de OLED: 1. Cátodo (-), 2. Capa de emisión, 3. Emisión de radiación (luz), 4. Capa de conducción, 5. Ánodo (+).
Futuro[editar]
En la actualidad existen investigaciones[cita requerida] para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad. De momento no hay ninguna fecha para su comercialización, pero ya se está hablando de cómo hacerlo para su fabricación masiva.[cita requerida] Con esta tecnología se podrían construir todo tipo de pequeños aparatos eléctricos que se podrían autoabastecer de energía.
Fabricantes
LG
LG Electronics anunció en el 2014 International Consumer Electronics Show (CES) la salida al mercado del primer televisor OLED flexible del mundo. Con esta nueva tecnología, los espectadores podrán controlar el ángulo de curvatura para experiencia visual única.
Adicionalmente, LG Electronics presentó en CES 2014 cinco nuevos televisores Ultra HD.
Panasonic
Philips
El LED Sultan A19 supera las expectativas actuales para el desarrollo de los LEDS caseros.
Samsung
Samsung denomina Super OLED a una tecnología que utiliza en sus pantallas.
Sony
El sistema PS Vita (play station portable vita) utiliza una pantalla OLED de 5" pulgadas.
Historia
1950
La electroluminiscencia en materiales orgánicos fue producida en los años 1950 por Bernanose y sus colaboradores.
1977
En un artículo de 1977, del Journal of the Chemical Society, Shirakawa et al. comunicaron el descubrimiento de una alta conductividad en poliacetileno dopado con yodo. Heeger, MacDiarmid & Shirakawa recibieron el premio Nobel de química de 2000 por el "descubrimiento y desarrollo de conductividad en polímeros orgánicos".
1990
En un artículo de 1990, de la revista Nature, Burroughs et al. comunicaron el desarrollo de un polímero de emisión de luz verde con una alta eficiencia.9
2008
Prototipo de pantalla OLED de 3,8 cm de diagonal.
En 2008, ha aparecido en castellano un trabajo de revisión y puesta al día sobre la tecnología OLED.
Tecnologías relacionadas
SM-OLED
Artículo principal: SM-OLED
SM-OLED (siglas en inglés de small-molecule OLED) se basa 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 (como las siguientes).
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 o LEP
Artículo principal: PLED
PLED (siglas en inglés de polymer light-emitting diode) o LEP (siglas en inglés de light-emitting polymers) ha sido desarrollado 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 vacío, a diferencia de los SM-OLED, no es necesario y los polímeros pueden aplicarse sobre el sustrato mediante una técnica derivada de la impresión de chorro de tinta comercial (llamada inkjet en inglés). El sustrato usado puede ser flexible, como un plástico PET. Con todo ello, los PLED pueden ser producidos de manera económica.
TOLED
Artículo principal: TOLED
TOLED (siglas en inglés de transparent OLED) usa 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 TOLED pueden mejorar enormemente el contraste con el entorno, haciendo mucho más fácil el poder ver las pantallas con la luz del sol.
SOLED
Artículo principal: SOLED
SOLED (siglas en inglés de stacked OLED) utiliza 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 tubos de rayos catódicos y LCD. Las mejoras en la resolución de las pantallas se triplican y se realza por completo la calidad del color.
Implementación en matrices
Aparte 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 diferentes tecnologías.
PMOLED
Artículo principal: PMOLED
PMOLED (siglas en inglés de pasive matrix OLED, en español «OLED de matriz pasiva») es una tecnología de fabricación de pantallas basada en OLED. Tiene una importancia a la baja debido a su poca utilización en dispositivos móviles, como los teléfonos móviles.
AMOLED
Artículo principal: AMOLED
AMOLED (siglas en inglés de active matrix OLED, en español «OLED de matriz activa») es una tecnología de fabricación de pantallas basada en OLED. Tiene una importancia al alza debido a su utilización en dispositivos móviles, como los teléfonos móviles.
POLED
Artículo principal: POLED
POLED (siglas en inglés de plastic OLED, en español «OLED plástico») es una tecnología de fabricación de pantallas basada en OLED. Tiene una importancia al alza debido a su utilización en dispositivos móviles, como los teléfonos móviles.
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