OLED, un nuevo sistema de iluminación

Cuando los diseñadores y científicos hablan de diodos orgánicos emisores de luz, su imaginación no conoce fronteras. De hecho, en el futuro aguarda una infinidad de maneras en que pueden usarse. Incluso en nuestros días, estas fuentes de luz ultra delgadas se han diseñado para llevar la iluminación a un estadio totalmente nuevo.

Por  Dietmar Thomas y Angela Hohl-AbiChedid.

Los Oled, en comparación con otras fuentes de iluminación comunes, difunden la luz desde la fuente por todo lo largo y ancho de la superficie deseada.

Los diodos orgánicos emisores de luz (OLED) son fuentes de luz superficiales no convencionales. Con apenas 1.8 milímetros de grosor, emiten una luz cálida, placentera y homogénea sobre la totalidad de una superficie. Para ser precisos, los OLED están compuestos por capas ultra delgadas de moléculas de color y semiconductores orgánicos, las cuales se encuentran integradas entre dos lajas de cristal. Cuando se aplica una carga de voltaje, las capas orgánicas se iluminan.

La fabricación de los OLED se hace mediante un proceso de la más alta tecnología en el mundo, comparable con la manufactura de microchips computacionales. Se comienza con una capa óxido-electroconductiva transparente, sumamente delgada, compuesta de óxido de indio y estaño (ITO), aplicada sobre un portaobjetos de cristal. Esta capa constituye el ánodo. Los pasos siguientes del proceso involucran la aplicación de capas orgánicas, aunque el término “orgánico”, en este caso, no tiene relación con las plantas o la fauna. En contraste con los LED comunes, los OLED se fabrican empleando material químico orgánico; es decir, componentes a base de carbonato. La etapa final incorpora un cátodo de aluminio, cuya función primordial es asegurar que el OLED trabaje como un espejo cuando se encuentra apagado.

Cuando se aplica voltaje sobre el OLED, la electricidad fluye del ánodo hacia el cátodo, provocando que las capas intermedias se iluminen. El color de luz visible dependerá del voltaje, pero, más importante, del material que ha sido insertado en las capas orgánicas.

Fuentes de luz superficiales vs fuentes convencionales
La principal diferencia entre los LED y los OLED es que éstos, respecto de  los LED y otras fuentes de iluminación convencionales, difunden la luz desde la fuente por todo lo largo y ancho de la superficie, de ahí el término “fuentes de luz superficiales”. La luz proveniente de los OLED se caracteriza por su suavidad natural, a la vez que se propaga de forma agradable, sin deslumbrar a los ocupantes de un recinto. Debido a su extrema delgadez –menor a 1.8 milímetros–, los OLED se pueden integrar en una gran diversidad de superficies y productos, a la vez que permiten que las fuentes de iluminación se diseñen en una amplia variedad de formas y tamaños. Los OLED son dimmeables en todos los niveles del espectro luminoso: menos electricidad implica menor cantidad de luz, mayor electricidad los torna más brillantes. No precisan de sistemas electrónicos sofisticados; únicamente potenciómetros estándar.

Los OLED están disponibles en prácticamente todos los colores, sin mencionar la luz blanca de alta calidad. Además de las formas estándar, empresas como Philips ofrecen OLED con figuras sofisticadas, así como OLED estructurales. En lo que respecta al tamaño, los OLED han avanzado durante los últimos años, volviendo muy común la presencia de dispositivos que exceden los 140 cm². No obstante, para muchos clientes, la homogeneidad de la luz representa un aspecto de mayor importancia que el tamaño. En los OLED de gran tamaño, el efecto “halo” (un OLED con centro más oscuro y márgenes más claros) se erige como el factor de restricción. Este efecto se presenta cuando el suministro de electricidad se produce en los márgenes, dando como resultado que la resistencia del OLED disminuya la potencia de energía conforme se acerca al centro.

Eficiencia energética inmejorable
Hoy en día, la mayor parte de la generación de energía se emplea para la iluminación de edificios. Esta cantidad se reduce significativamente cuando se utiliza iluminación ahorradora de energía, como los OLED. En términos de eficiencia energética, los diodos orgánicos emisores de luz se encuentran a la vanguardia en comparación con los sistemas de iluminación convencionales. Esto no sólo se debe a que los componentes orgánicos de que están hechos requieren menos energía que los componentes no orgánicos, sino que los OLED son fuentes de luz fría y precisan menos electricidad gracias a su tecnología. Son rápidos y eficaces en la conversión de energía eléctrica en luz, sin sufrir aumentos de temperatura; de hecho, no alcanzan niveles mayores a 30 grados centígrados. Por esta razón, se pueden integrar en materiales que nunca se habían asociado con fuentes de iluminación, como la paja o el papel, por ejemplo. El voltaje tampoco representa un riesgo: ninguno de los OLED necesita más de 14 volts, con una corriente máxima de 500 mA.

Los autos también se benefician
Las características que resultan atractivas para arquitectos y diseñadores son sus meras cualidades, las cuales están ganando adeptos en la industria automotriz. Por primera vez en la historia, los aditamentos de iluminación se pueden fusionar con el vehículo. Esto abre las puertas para aspectos de diseño, como luces traseras que requieren de una profundidad de espacio sumamente reducido, a pesar de su forma única, brindando al ingeniero automotriz un área mayor para instalar otros sistemas del tablero o, sencillamente, más espacio en la cajuela.

Los asientos para auto de ensueño pronto serán una realidad, debido a que se han convertido en algo más que un simple lugar para sentarse. Con OLED integrados, los asientos se volverán fuentes de luz independientes. El uso de Lumiblade OLED en el revestimiento del techo o en las molduras de las puertas brinda a los ingenieros y diseñadores una forma completamente nueva de incluir iluminación en el interior. En gran medida, la fuente lumínica permanece oculta dentro del automóvil, haciendo que las cubiertas plásticas para las fuentes de luz sean cosa del pasado. Los primeros prototipos de Smart y Audi ofrecen una idea de cómo se pueden emplear los OLED. En conjunto con BASF, durante el más reciente IAA, en Frankfurt, Alemania, el fabricante automotriz, Smart, mostró un estudio de concepto en el que OLED transparentes se combinaron con celdas fotovoltaicas traslúcidas en el techo, constituyendo una sensación formidable para los pasajeros del “Smart Forvision”, con los OLED fungiendo como tragaluces durante el día y encendiéndose sólo cuando se abre la puerta.

Manufactura de OLED para consumo masivo
Por el momento, a pesar de que la fabricación y comercialización de los OLED son más costosas en comparación con las fuentes lumínicas tradicionales, la tecnología se mantiene en progreso constante y a gran velocidad. Cuando la manufactura masiva de los diodos orgánicos emisores de luz sea posible –en un futuro no muy lejano–, el consumidor podrá beneficiarse de los bajos precios resultantes del incremento en la producción. Philips, por ejemplo, se precia de ofrecer una eficiencia y durabilidad de 45 lumen por watt y de 15 mil horas, respectivamente, en su línea de OLED Lumiblade; como contraste, una lámpara incandescente convencional  tiene una duración de 1 mil 500 horas. Los halógenos también se encuentran en mejora constante, como resultado de los avances tecnológicos, lo cual ha permitido que alcancen 4 mil candelas por metro cuadrado. Los expertos predicen que los indicadores mejorarán el doble cada 12 meses.

La luz del futuro
La tendencia internacional hacia la sostenibilidad ha tenido un impacto gigantesco sobre el desarrollo de fuentes lumínicas ahorradoras de energía. Esto significa que las lámparas ahorradoras y los bombillos de halógeno comenzarán a desaparecer gradualmente. Los diodos orgánicos emisores de luz son considerados la fuente de luz superficial del futuro. Expertos, arquitectos y diseñadores están seguros de que los OLED se convertirán en el gran invento de la industria de la iluminación en los próximos años. Las primeras ofertas del producto ya se encuentran en el mercado. Su precio oscila entre los 13 mil 500 y los 39 mil pesos.

En conjunto con los usos tradicionales de iluminación estándar, los OLED brindan maneras adicionales en las que es posible emplearlos en la iluminación estructural (señalización) y la iluminación especial. El campo de la fotografía tampoco estará excluido. Los OLED desplazarán a las fuentes lumínicas tradicionales cuando se requiera de iluminación homogénea con luz de muy alta calidad. Esto, sin mencionar la ausencia de generación calorífica, hace que los OLED parezcan predestinados para cumplir con tales tareas.

Con productos como los muros interactivos LivingShapes, la nueva fuente de luz se ha abierto camino hacia diversos sitios, como bares, restaurantes, salones y tiendas. Mediante un sensor oculto, más de 1 mil OLED responden a lo que ocurre frente al muro y lo trasladan a los bombillos luminosos OLED. La primera vez que las personas observan este tipo de muros, quedan cautivadas por la calidez fascinante de su luz natural. Los OLED también han hallado senderos en el campo de la iluminación funcional. En fechas recientes, Philips presentó un OLED en la exhibición Frankfurt Light + Building, cuyos 120 lumen lo convirtieron en el OLED más brillante de la historia. Debido a esto, por encima de sus usos decorativos, los OLED serán empleados en soluciones prácticas de iluminación, como lámparas de escritorio, por ejemplo.

Los OLED apenas comienzan a allanar el camino hacia el éxito como nueva fuente de iluminación. Está establecido que cambiarán la manera en que se percibe la luz, permitiendo desarrollar aplicaciones nuevas y apasionantes para ver la luz del día, las cuales han sido, hasta ahora, sólo un producto de nuestra imaginación.

Beneficios de los OLED

• Son delgados, rápidos y efectivos en la transformación de energía en luz, sin generar calor
• Son ideales para sitios donde se han agotado las fuentes de iluminación convencionales (por ejemplo, la macrofotografía)
• Pueden conectarse a sistemas de iluminación de gran tamaño que ofrecen luminosidad fuerte y uniforme; están disponibles en todas las tonalidades
• Ofrecen una luz homogénea, bella y total
• Son extremadamente eficientes y ahorradores de energía
• Están libres de sustancias dañinas y son reutilizables

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Doctora Angela Hohl-AbiChedid
Es directora de Desarrollo de Negocios en la división OLED de Philips, ubicada en Somerset, Nueva Jersey, EUA.

Dietmar Thomas
Es vocero oficial de la línea Lumiblade, en la división OLED de Philips, ubicada en Aachen, Alemania. En conjunto con sus colegas, supervisa las actividades del mercado mundial para el desarrollo de nuevas tecnologías de iluminación. Cuenta con 25 años de experiencia en el campo de la comunicación en grandes corporativos, agencias de relaciones públicas y medios en Europa y EUA.

Traducción: Christopher M. García