Tintas innovadoras para pantallas de la próxima generación

En comparación con otros acrónimos, OLED es uno que vemos con bastante frecuencia, aunque no sepamos qué significa exactamente. Las pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (Organic Light Emitting Diode) ya están en todas partes. Seguro que tu teléfono, por ejemplo, tiene una pantalla OLED y el motivo es que debe ser delgada, ligera y ofrecer una calidad de imagen excelente. Sin embargo, como toda tecnología, tiene sus limitaciones. Y donde hay limitaciones, hay personas inteligentes que se esfuerzan por superarlas.

En el caso de las pantallas OLED, el mayor reto es la falta de brillo. Al compararlas con la tecnología LED, por ejemplo, se aprecia la diferencia de brillo. Si lo medimos, el OLED suele alcanzar los 1000 nits (los nits son la unidad de luminancia), pero el LED puede ser hasta ocho veces superior. Sin embargo, lo que le falta de brillo lo compensa con negros perfectos que crean suficiente contraste para compensar. Por lo tanto, en su conjunto, se trata de una fantástica tecnología con la que todo el mundo está satisfecho. Principalmente.

Porque el brillo es importante. Afecta a la visibilidad. Y a la precisión del color. A mayor brillo de la pantalla hace que los colores sean más vivos. Las imágenes son más realistas y vivas, y se preservan los detalles incluso en condiciones extremas de luz y de oscuridad. En resumen, hace que la imagen que vemos sea mucho más nítida. Algo esencial si te dedicas a crear imágenes y utilizas una pantalla OLED para hacer fotos o grabar. Por lo tanto, es lógico que Canon tenga un interés algo más que pasajero. De hecho, llevamos algún tiempo en el negocio, con Canon Tokki Corporation, especializada en equipos de fabricación OLED.

Por supuesto, también somos líderes mundiales en investigación y desarrollo y hemos estado en los cinco primeros puestos de la clasificación de patentes de EE. UU. durante 37 años, con hasta el 8 % de nuestros ingresos por ventas invertidos en I+D cada año. Resumiendo, lo que hacemos es crear y mejorar una tecnología increíble. Si combinamos ambas cosas, no resulta sorprendente descubrir que Canon es responsable de un enorme desarrollo reciente en tecnología OLED. Pero para entender por qué la tecnología OLED no es perfecta, cómo se ha mejorado y, a su vez, cómo la hemos perfeccionado aún más, resulta útil explicar la forma en la que funciona en primer lugar y en qué se diferencia la próxima generación, QD-OLED.

OLED versus QD-OLED

Para empezar, lo mejor es pensar en estas capas finas, una encima de la otra. La tecnología OLED tradicional utiliza una capa de píxeles azules recubiertos de un fósforo amarillo para generar luz blanca. Por encima de esto se encuentra un filtro de color que crea el rojo, el azul y el verde (RGB) con el que todos estamos familiarizados, y combinados entre sí, crean todos los colores que podríamos necesitar. Sin embargo, este filtro es la razón por la que la tecnología OLED no es tan brillante como nos gustaría y hace que los fabricantes deban compensarlo añadiendo un píxel blanco a la capa RGB, para iluminar un poco las cosas.

Sin embargo, no es la solución ideal, por lo que se desarrolló una nueva versión de la tecnología OLED llamada QD-OLED. Los píxeles azules se mantienen, pero el fósforo amarillo no. En su lugar, una «malla» de nanocristales semiconductores impresos (o «puntos cuánticos», de ahí el acrónimo «QD», por sus siglas en inglés) se superpone sobre los píxeles azules. Estos miden solo unos pocos nanómetros de diámetro y pueden emitir luz con un alto brillo y una alta pureza de color. Cuando la luz azul llega a los puntos cuánticos estos se vuelven rojos y verdes, consiguiendo nuestra pantalla RGB sin filtro de color.

¿Alguien ha dicho «impreso»?

¡Claro que sí! No hay forma de escapar al mundo de la impresión, ni siquiera en la compleja tecnología de visualización. Está claro que estas nanopartículas impresas son el punto de inflexión aquí, e inicialmente estaban hechas de seleniuro de cadmio, con un revestimiento exterior, como un M&M. Este revestimiento es importante porque aporta mayor estabilidad a los puntos y el cadmio es tóxico, por lo que también evita que se escape de los puntos. Es evidente que esta no era una solución ideal ni sostenible, por lo que los puntos cuánticos de indio rápidamente se impusieron al cadmio. Pero el indio también plantea algunos importantes problemas; es escaso y, como es natural, cualquier cosa escasa es también muy cara. Para superar este reto, Canon Inc. ha desarrollado una tinta de punto cuántico con una estructura perovskita, que ha demostrado ser una alternativa práctica.

Sin embargo, ¿qué es una estructura perovskita?

Se trata de una especie de cristal que recibe el nombre del mineral perovskita debido a su similitud estructural – y en realidad es bastante interesante porque el término general describe un grupo de materiales que tienen una estructura de formas cuboides y de diamante. También son extremadamente versátiles, porque tienen una amplia gama de propiedades relevantes para la tecnología QD-OLED, como fluorescencia, superconductividad y ferroelectricidad. Son más conocidos por su uso en células solares, una vez más, porque también son de bajo costo. Hasta ahora, sin embargo, su durabilidad ha supuesto un problema para los puntos cuánticos de perovskita, razón por la cual se han basado en gran medida en el indio.

Por «durabilidad» nos referimos tanto a la longevidad como a la robustez del punto. Por lo tanto, a la capacidad de mantener su forma y resistir cambios debidos al calor, la luz o la humedad del aire, por ejemplo, y también a su capacidad de soportar las presiones de los procesos de fabricación. Dada nuestra amplia experiencia en (y a nuestras tecnologías patentadas para) el desarrollo de tinta y tóner para impresoras, es lógico que seamos capaces de resolver la escurridiza cuestión de la durabilidad práctica. Pero, ¿cómo? Hemos desarrollado un método único para formar una capa protectora adecuada sobre los puntos cuánticos de perovskita.

Lograr un mundo de ultra alta definición

Como empresa, estamos bastante acostumbrados a las primicias mundiales, pero ¿acaso no es comprensible que estemos tan emocionados por este avance, porque las tintas de punto cuántico tengan tanto potencial? En primer lugar, sin la dependencia de una sustancia escasa como el indio, el coste disminuye sustancialmente y también se suprime cualquier problema de suministro. Esto, a su vez, debería tener un impacto esencial en tecnologías de todos los sectores. ¿Y por último? La calidad. Tiene el potencial de abrir un mundo de pantallas de 8K puntos cuánticos de nueva generación, algo que aún no se ha logrado. ¿Te imaginas la definición ultra alta? ¡Uf! Si bien esta tecnología no se producirá en masa inmediatamente (según estimaciones de Canon Inc., desde mediados de la década de 2020), no cabe duda de que cambiará las reglas del juego.

Descubre más información sobre las tintas de puntos cuánticos de perovskite en el sitio web global de Canon.