NeoFronteras

Típica pantalla OLED flexible.

Un grupo de investigadores desarrolla un sistema de diodos emisores de luz planos hechos con materiales plásticos que se puede aplicar sobre una superficie, como por ejemplo una pared.
Imagínese un panel de luz que cubra todo el techo de una habitación, o total o parcialmente una pared. Además imagínese que elimina todas las bombillas de esa habitación y todo tubo fluorescente y que con estos paneles tiene una iluminación buena, bonita, barata y ecológica. Pues este resultado es el que permitirá en un futuro no tan lejano disponer de esa tecnología.
Las bombillas incandescentes que usamos derrochan energía porque gran parte de la energía que se invierte se transforma en calor en lugar de luz. Los tubos fluorescentes tienen el problema de no ser instantáneos en su encendido, además de producir una luz poco natural.
Desde hace tiempo se está investigando en sistemas LED (diodos emisores de luz en sus siglas en inglés) para iluminación. Algunos automóviles ya incorporan estos LEDs en los intermitentes y otras luces indicadoras. Incluso hay pequeñas linternas bastante potentes que usan LEDs blancos o azules. La ventajas de los LEDs tradicionales inorgánicos es que ahorran mucha energía, pero son caros, su luz está coloreada y son muy difíciles de usar para iluminar una habitación.
Ahora Stephen Forrest de University of Michigan y Mark Thompson de University of Southern California y sus colaboradores, después de 13 años de investigación, han conseguido realizar LEDs orgánicos que producen luz blanca de una manera muy eficiente. Una bombilla tradicional de 100 vatios produce 15 lúmenes de luz por vatio y este nuevo sistema produce 25 lúmenes por vatio.
La importancia del este desarrollo tecnológico estriba en que al ser LED orgánico u OLED su eventual disposición en una superficie debe ser económica, pues es un material plástico. Además proporciona luz blanca muy parecida a la natural.
Ya existen OLEDS comerciales en pequeñas pantallas de reproductores de música y similares (ver imagen), pero esta es la primera vez que se desarrolla un sistema de este tipo para iluminación eficiente y durable.
La iluminación representa por ejemplo el 22% del gasto energético total de los EEUU. El uso masivo de un sistema de este tipo en lugar de las bombillas tradicionales supondría un ahorro de energía muy grande (concretamente un 40% de ese 22%), una reducción de la dependencia del petróleo y una disminución de las emisiones de dióxido de carbono.
Para poder desarrollar este sistema Forrest y sus colaboradores han explotado el modo en el que los electrones se comportan dentro del dispositivo.
Para poder emitir luz blanca los OLEDS tienen que usar normalmente tres capas fosforescentes distintas para el rojo el verde y el azul. Pero la capa correspondiente al azul de la disponíamos hasta ahora se degradaba con rapidez.
Este equipo de investigadores añadió una capa azul fluorescente de larga vida que hace que el sistema sea viable comercialmente.
Tanto la fluorescencia como la fosforescencia se basan en los mismos principios físicos pero difieren en el sistema en el que los electrones de los átomos se relajan emitiendo luz. En la fosforescencia los electrones están en estado excitado durante microsegundos hasta que se relajan, mientras que en la fluorescencia lo hacen 100 veces más rápido.
El cátodo de cualquier LED produce electrones excitados que producen fosforescencia en un 75% y fluorescencia en un 25%.
En este caso el truco ha consistido en situar una capa fluorescente azul cerca del cátodo, mientras que las capas roja y verde fosforecen unos nanometros por encima. De este modo La capa azul absorbe aquellos electrones dispuestos a fluorescer y dejando los otros electrones para que los atrapen las capas roja y verde.
Por suerte la luz blanca tiene un 25% de luz azul con lo que el resultado final es luz blanca casi perfecta.
La vida de la nueva capa azul es de 10.000 horas que todavía no es tan buena como las de las otras capas, pero una bombilla tradicional dura, como media, unas 1000 horas y un tubo fluorescente unas 20.000.
Aunque de momento el nuevo sistema es caro, se espera que con posteriores desarrollos y producción en masa el precio sea competitivo, pues es relativamente sencillo depositar superficies con sustancias plásticas.
Eventualmente los nuevos OLEDS irían montados sobre láminas de plástico o vidrio transparente y con ellos se cubrirían techos y paredes.

Referencia: Sun Y., et al. Nature, 440. 908 – 912 (2006).

Fuente: University of Southern California