La tecnología de pantalla que puede hacer casi cualquier cosa

A primera vista parece una reliquia de los años 80. Una pequeña pantalla de computadora con texto parpadeante de baja resolución desplazándose por ella. Pero este podría ser el futuro.

La pantalla se fabricó utilizando tecnología de diodo emisor de luz de perovskita (PeLED). Es radicalmente diferente a la tecnología LED que se utiliza hoy en día en la pantalla de los teléfonos inteligentes y podría dar lugar a dispositivos más delgados, más baratos y con una mayor duración de batería.

No solo eso, los PeLED son muy inusuales porque pueden absorber luz además de emitirla, lo que significa que se puede usar el mismo material para integrar capacidades de detección de luz ambiental, táctil y de huellas dactilares, dice Feng Gao de la Universidad de Linköping en Suecia.

«Esto es difícil pero creemos que es posible».

En los teléfonos inteligentes actuales, estas funciones se llevan a cabo mediante componentes electrónicos separados de la propia pantalla del teléfono.

En un artículo publicado en abrilEl profesor Gao y sus colegas demostraron su prototipo con sensibilidad táctil y a la luz ambiental que ya funciona.

«Es una demostración muy bonita… es muy nueva», dice Daniele Braga, jefe de ventas y marketing de Fluxim, una empresa de investigación tecnológica en Suiza. Aunque señala que optimizar todas las diferentes funciones prometidas aquí podría dificultar la comercialización rápida de este tipo de pantalla.

A través de una videollamada, el profesor Gao muestra la última versión de la tecnología. Es otra pantalla pequeña, pero esta vez los píxeles por pulgada (ppi), una medida de la nitidez de la pantalla, casi se han duplicado: 90 ppi.

En la pantalla se reproduce una animación sencilla que muestra dos muñecos de palitos peleando. Un artículo con más detalles sobre este prototipo. acaba de ser publicado.

La perovskita, el mineral, contiene calcio, titanio y oxígeno dispuestos en una estructura cristalina. Fue descubierto en el siglo XIX, pero más tarde la gente se dio cuenta de que podían fabricar otros tipos de perovskitas que compartieran la misma estructura y al mismo tiempo tuvieran diferentes elementos o moléculas como componentes.

Dependiendo de los materiales elegidos, las perovskitas pueden ser muy buenas, por ejemplo, para conducir electricidad o emitir luz.

«Ajustando ligeramente la composición química se puede cubrir todo el espectro visible», afirma el Dr. Braga, y explica que fabricar perovskitas es un proceso relativamente sencillo y barato. «Si piensas en la producción en masa, esto es gigantesco».

Sin embargo, existen algunos problemas.

Los PeLED son notoriamente inestables: se estropean con la exposición a la humedad o al oxígeno, por ejemplo. Loreta Muscarella de la universidad VU Amsterdam está trabajando para desarrollar nuevos tipos de PeLED.

Ella dice que si dejas un PeLED por unas horas o días, el color de la luz que emite se degradará gradualmente o cambiará a una versión menos pura de, digamos, verde, que el verde que deseas.

Y esto socava todo el sentido de las perovskitas. Son deseables en parte porque pueden ajustarse para emitir una forma muy específica y muy pura de rojo, verde o azul: los tonos clave necesarios para las pantallas digitales a todo color.

Para mantenerlos estables, los PeLED se pueden encapsular en pegamento o resina, afirma el profesor Gao. Pero los investigadores todavía están trabajando para garantizar que la tecnología no deje de funcionar durante un largo período.

El Dr. Muscarella dice que los LED tradicionales tienen una vida útil de 50.000 horas o más, mientras que la vida útil de los PeLED todavía oscila entre cientos y miles de horas.

Podrían pasar años antes de que se compre un producto comercial que contenga un PeLED, añade.

Pero hay un tipo diferente de perovskita emisora ​​de luz que quizás veas primero en el mercado.

Se basa en la fotoluminiscencia. No se trata de un LED como tal, sino de un filtro o material similar a una película que absorbe y reemite la luz en un color concreto.

En algunos televisores del mercado actual, un filtro de color proporciona los colores cruciales rojo, verde y azul que se utilizan en cada píxel de la pantalla.

Al mezclar esos colores en diferentes niveles se puede obtener la gama de tonos necesarios para mostrar una imagen completa.

Los filtros rojo, verde y azul están iluminados por una retroiluminación LED. Pero los filtros actuales en realidad bloquean gran parte de esa luz.

Las perovskitas fotoluminiscentes, por el contrario, dejan pasar casi toda la luz, lo que supondría un gran aumento de brillo y eficiencia.

Helio, una empresa británica, está trabajando en esto. Un vídeo en su sitio web muestra cómo una película de perovskita de color rojo o verde puede reemitir luz azul como roja o verde casi a la perfección.

La tecnología que están desarrollando el profesor Gao y sus colegas es bastante diferente. Están experimentando con pantallas que emiten luz mediante LED fabricados a su vez con perovskitas.

Se conocen como perovskitas electroluminiscentes. Trabajar con ellos es complicado porque son sensibles a los campos eléctricos y, como ya hemos mencionado, no son muy estables. Pero eventualmente podrían ser opciones aún más eficientes para iluminar los píxeles rojos, verdes y azules en la pantalla de un teléfono inteligente, tableta o televisor sin necesidad de filtros de color.

Las principales ventajas de pasarse a esta tecnología podrían ser la reducción del coste de estos dispositivos y la reducción de su consumo energético.

Nadie está seguro de cuánta menos energía podría consumir una futura pantalla PeLED en comparación con, por ejemplo, una pantalla OLED, pero los experimentos de laboratorio sugieren que los PeLED ya son competitivos con los OLED y algún día podrían superarlos significativamente en términos de eficiencia, afirma el Dr. Muscarella. .

El profesor Sir Richard Friend, de la Universidad de Cambridge, es uno de los cofundadores de Helio, junto con el profesor Henry Snaith de la Universidad de Oxford. Señala que uno de los desafíos de los PeLED es lograr que emitan luz en la dirección correcta. Esto realmente importa para las pantallas.

«Es necesario que la luz se emita hacia adelante en lugar de quedarse atascado al ir hacia los lados», explica.

Los investigadores están experimentando con muchas técnicas diferentes para abordar este problema. El Dr. Muscarella y sus colegas han intentado imprimir un patrón a nanoescala lleno de baches en la superficie de los PeLED, por ejemplo, lo que parece mejorar la emisión de luz.

Sin embargo, para el profesor Gao, que ha publicado junto con el profesor Sir Friend y que recibió su doctorado en la Universidad de Cambridge en 2011, la promesa de las pantallas PeLED que hacen mucho más que emitir luz es atractiva.

Desde la verificación de huellas dactilares hasta la detección de frecuencia cardíaca y detección de luz, algún día todo podría hacerse utilizando una sola losa de materiales en capas con la importante perovskita que absorbe la luz en el medio.

«Es realmente único», dice entusiasmado. «Esto no es posible con otras tecnologías LED».