Los PeLED vuelven a llamar a la puerta del mercado de las pantallas, y esta vez con dos cifras que atacan precisamente algunos de los problemas que todavía les quedan por resolver. Un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China acaba de presentar un nuevo LED de perovskita roja capaz de alcanzar una luminancia máxima de 65.875 cd/m² y, al mismo tiempo, mejorar muchísimo su estabilidad.
Y ojo, porque seguramente esos 65.875 nits sean lo primero que llama la atención, pero probablemente el dato más importante esté en otro sitio. El nuevo PeLED alcanza una vida media operativa de 5.528 horas partiendo de 100 nits, convirtiéndose, según sus investigadores, en el PeLED rojo puro más estable conseguido hasta ahora.
Estamos todavía delante de un dispositivo experimental y no de un televisor que vayamos a encontrar mañana en una tienda. Pero los PeLED llevan años apareciendo como una posible alternativa futura a OLED porque también pueden utilizar materiales autoemisivos, es decir, cada píxel genera su propia luz. El problema estaba en combinar brillo, eficiencia y duración. Y precisamente ahí es donde este nuevo trabajo publicado en Advanced Materials consigue avanzar.
Qué demonios es un PeLED y por qué puede acabar importando para los televisores
El nombre viene de Perovskite Light-Emitting Diode. Simplificándolo muchísimo, podemos pensar en él como un LED cuya capa emisora utiliza materiales de perovskita. Al igual que ocurre con OLED, la idea para una pantalla sería disponer de píxeles capaces de producir directamente su propia luz, evitando una retroiluminación independiente como la que encontramos en un televisor LCD.
Las perovskitas resultan especialmente interesantes porque permiten crear emisores con colores muy definidos, pero llevarlas desde el laboratorio hasta una pantalla comercial no es precisamente sencillo. Uno de los problemas de los PeLED rojos quasi-2D estaba en cómo se movían los electrones dentro del dispositivo. Las capas emisoras utilizadas hasta ahora tendían a colocarse horizontalmente sobre capas orgánicas con una movilidad relativamente baja, creando una especie de cuello de botella para la corriente.
Los investigadores han cambiado esa estructura. Han conseguido hacer crecer la perovskita quasi-2D en orientación vertical sobre una capa de ZnMgO, un material inorgánico con una conductividad mucho mayor. Dicho de una forma bastante más sencilla: han creado un camino mucho más directo para que las cargas eléctricas lleguen hasta la zona que produce la luz.
65.875 nits, pero el dato necesita una explicación importante
El resultado de ese cambio es bastante bestia. El PeLED rojo desarrollado por el equipo llega a una luminancia máxima de 65.875 cd/m², mientras que incluso funcionando a unos enormes 49.080 nits mantiene una eficiencia cuántica externa del 14,63%. La EQE nos dice, simplificándolo, qué parte de la electricidad introducida acaba transformándose en luz que realmente sale del dispositivo.
Eso sí, no significa que vayamos a tener un televisor de 65.875 nits. Estamos hablando de la luminancia obtenida en un pequeño dispositivo experimental bajo condiciones de laboratorio. En una pantalla comercial entran en juego muchísimos otros factores: consumo, temperatura, tamaño de los píxeles, electrónica, uniformidad y la necesidad de fabricar millones de ellos de manera consistente.
Lo realmente interesante es que el dispositivo mantiene una eficiencia elevada incluso cuando se le exige muchísimo brillo. No se trata únicamente de haber conseguido una cifra máxima espectacular durante un instante, sino de mejorar el transporte de carga para que el PeLED siga funcionando con buenos niveles de eficiencia cuando aumenta la luminancia.
Más de 5.500 horas atacan el otro gran problema de los PeLED
Y llegamos probablemente al dato más importante. Gracias a ese transporte de carga más eficiente, el dispositivo necesita un voltaje de funcionamiento menor, algo que reduce el estrés eléctrico al que se somete el material. El resultado es una vida media operativa extrapolada de 5.528 horas partiendo de una luminancia inicial de 100 cd/m².
Cuando se habla de vida media en estos experimentos no significa que el PeLED deje de funcionar al llegar a esa cifra. Se utiliza el conocido parámetro T50, es decir, el tiempo estimado hasta que el brillo cae al 50% de su nivel inicial. Y los propios investigadores aseguran que estamos ante el PeLED rojo puro más estable publicado hasta ahora.
Ahí está precisamente el salto. Los PeLED ya habían conseguido cifras de eficiencia muy elevadas en trabajos anteriores, pero la estabilidad continuaba siendo uno de los grandes obstáculos para convertir esta tecnología en pantallas reales. Este nuevo diseño no soluciona todavía todos los problemas ni significa que OLED tenga mañana un sustituto, pero sí consigue juntar en el mismo dispositivo brillo extremo, buena eficiencia a alta luminancia y una duración muy superior, tres piezas fundamentales si algún día queremos ver esta tecnología salir del laboratorio y acabar delante de nuestro sofá.
