MONITORESEl monitor es el principal periférico de salida de una computadora. Estos se conectan a través de una tarjeta gráfica conocida con el nombre de adaptador o tarjeta de vídeo.

La imagen que podemos observar en los monitores está formada por una matriz de puntos de luz. Cada punto de luz reflejado en la pantalla es denominado como un píxel.

1. Clasificación según estándares de monitores

Según los estándares de monitores se pueden clasificar en varias categorías. Todos han ido evolucionando con el objetivo de ofrecer mayores prestaciones, definiciones y mejorar la calidad de las imágenes.

1.1 Monitores MDA:

Los monitores MDA por sus siglas en inglés “Monochrome Display Adapter” surgieron en el año 1981. Junto con la tarjeta CGA de IBM. Los MDA conocidos popularmente por los monitores monocromáticos solo ofrecían textos, no incorporaban modos gráficos.

Este tipo de monitores se caracterizaban por tener un único color principalmente verde. El mismo creaba irritación en los ojos de sus usuarios.

Características:

Sin modo gráfico. Resolución 720_350 píxeles. Soporte de texto monocromático. No soporta gráfico ni colores. La tarjeta gráfica cuenta con una memoria de vídeo de 4 KB. Soporta subrayado, negrita, cursiva, normal, invisibilidad para textos.

1.2 Monitor CGA:

Los monitores CGA por sus siglas en inglés “Color Graphics Adapter” o “Adaptador de Gráficos en Color” en español. Este tipo de monitores fueron comercializados a partir del año 1981, cuando se desarrollo la primera tarjeta gráfica conjuntamente con un estándar de IBM.

A pesar del lanzamiento de este nuevo monitor los compradores de PC seguían optando por los monitores MDA, ambos fueron

lanzados al mercado en el mismo año existiendo competencia entre ellos. CGA fue el primero en contener sistema gráfico a color.

Características:

Resoluciones 160_200, 320×200, 640×200 píxeles. Soporte de gráfico a color. Diseñado principalmente para juegos de computadoras. La tarjeta gráfica contenía 16 KB de memoria de vídeo.

1.3 Monitor EGA:

Por sus siglas en inglés “Enhanced Graphics Adapter”, es un estándar desarrollado IBM para la visualización de gráficos, creado en 1984. Este nuevo monitor incorporaba una mayor amplitud de colores y resolución.

EGA incorporaba mejoras con respecto al anterior CGA. Años después también sería sustituido por un monitor de mayores características.

Características:

Resolución de 640_350 píxeles. Soporte para 16 colores. La tarjeta gráfica EGA estándar traían 64 KB de memoria de vídeo.

1.4 Monitor VGA:

Los monitores VGA por sus siglas en inglés “Video Graphics Array”, fue lanzado en 1987 por IBM. A partir del lanzamiento de los monitores VGA, los monitores anteriores empezaban a quedar obsoletos. El VGA incorporaba modo 256 con altas resoluciones.

Por el desarrollo alcanzado hasta la fecha, incluidas en las tarjetas gráficas, los monitores anteriores no son compatibles a los VGA, estos incorporan señales analógicas.

Características:

Soporte de 720×400 píxeles en modo texto. Soporte de 640×480 píxeles en modo gráfico con 16 colores. Soporte de 320×200 píxeles en modo gráfico con 256 colores. Las tarjetas gráficas VGA estándares incorporaban 256 KB de memoria de vídeo.

1.5 Monitor SVGA:

SVGA denominado por sus siglas en inglés “Super Video Graphics Array”, también conocidos por “Súper VGA”. Estos tipos de monitores y estándares fueron desarrollados para eliminar incompatibilidades y crear nuevas mejoras de su antecesor VGA.

SVGA fue lanzado en 1989, diseñado para brindar mayores resoluciones que el VGA. Este estándar cuenta con varias versiones, los cuales soportan diferentes resoluciones.

Características:

Resolución de 800×600, 1024_768 píxeles y superiores. Para este nuevo monitor se desarrollaron diferentes modelos de tarjetas gráficas como:

ATI, GeForce, NVIDIA, entre otros.

2. Clasificación según tecnología de monitores

En cuanto al tipo de tecnología los monitores se pueden clasificar en varios aspectos. Estas evoluciones de la tecnología han sido llevadas a cabo en parte por el ahorro de energía, tamaño y por brindar un nuevo producto en el mercado.

2.1 Monitores CRT:

Está basado en un Tubo de Rayos Catódicos, en inglés “Cathode Ray Tube”. Es el más conocido, fue desarrollado en 1987 por Karl Ferdinand Braun.

Utilizado principalmente en televisores, ordenadores, entre otros. Para lograr la calidad que hoy cuentan, estos pasaron por diferentes modificaciones y que en la actualidad también se realizan.

La tecnología CRT para los primeros televisores blanco y negro fue desarrollada desde 1923, mientras que la televisión a color la desarrolla y patenta el mexicano Ing. Jorge González Camarena en 1940. Los monitores CRT utilizados en las computadoras, inicialmente

utilizaban imágenes en blanco y negro, posteriormente se introducen los monitores a color. Las siglas CRT significan ("Catodic Ray Tube") ó tubo de rayos catódicos. El monitor CRT es un dispositivo que permite la visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio del puerto de video hasta los circuitos del monitor. Una vez procesada la información procedente de la computadora, los gráficos son creados por medio de un cañón que lanza electrones contra una pared de fósforo dónde chocan generando una pequeña luz de color.

2.1.1 Funcionamiento:

Figura 1. Animación de funcionamiento interno de un monitor CRT.

Dibuja una imagen barriendo una señal eléctrica horizontalmente a lo largo de la pantalla, una línea por vez. La amplitud de dicha señal en el tiempo representa el brillo instantáneo en ese punto de la pantalla.

Una amplitud nula, indica que el punto de la pantalla que se marca en ese instante no tendrá

representando un píxel negro. Una amplitud máxima determina que ese punto tendrá el máximo brillo.

Los datos son enviados desde la computadora por medio del puerto de video hacia los circuitos del monitor.

Los circuitos internos los reciben y de acuerdo a lo especificado por la computadora controla los cañones de electrones.

Estos cañones lanzan haces electrones hacia la pantalla, la cuál tiene zonas sensibles fosforescentes (píxeles) y al recibirlos emiten un pequeño pulso de luz.

Para pantallas monocromáticas integra solo un cañón, para el monitor a color integra tres cañones y cada uno controla un color (rojo, verde y azul), sistema RGB, los cuáles mezclados determinan el color del píxel en pantalla.

La trayectoria de los electrones en sentido vertical y horizontal hacia los píxeles de la pantalla, es controlada por medio bobinas que emiten de campos magnéticos.

Como el tiempo que permanece encendido el píxel es muy corto, el proceso se repite varias veces por segundo en toda la pantalla de manera horizontal y hacia abajo (entre 56 y 120 veces); a este proceso se le denomina frecuencia y se mide en Hz o ciclos sobre segundo.

Lo anterior se repite aunque para el usuario la pantalla esté estática, esta se esta refrescando varias veces por segundo.

2.1.2 Características del monitor CRT

     + Tamaño: es la distancia que existe entre la esquina superior derecha y la esquina inferior izquierda de la pantalla de vidrio, por lo que no se considera la cubierta de plástico que la contiene. La unidad de medida es la pulgada ( " ). Los más comunes son de 14", 17" y 19 pulgadas.

   + Color / monocromático: es el tipo de iluminación que puede mostrar. Monocromático solamente mostrará la escala de grises ó solamente un color verde claro, mientras que a color puede mostrar hasta 16 millones de colores distintos.

     + Control digital ó analógico: es analógico si para encender es necesario un botón rígido que cambia de posición al ser oprimido y los controles de la pantalla utilizan un resistor mecánico

(especie de cilindro que se gira a la izquierda o derecha ajustando la pantalla). Será digital si solamente cuenta con botones para controlar el ajuste de la pantalla y estos al ser oprimidos regresan a su estado inicial.

     + Tecnología: se le conoce como tecnología de barrido, ya que la pantalla se actualiza 25 veces por segundo, lo que a simple vista no se percibe, pero en cambio si puede cansar la vista.

     + Resolución: se refiere a la cantidad máxima de píxeles que es capaz de utilizar para desplegar una imagen en la pantalla el monitor. Un píxel es cada uno de los puntos que conforman la pantalla y a medida de que tenga mayor cantidad de ellos, se tendrá un mayor detalle de la imagen.

     - Ejemplo: si tenemos 2 monitores CRT que indican que tienen las siguientes resoluciones: 1024X768 y 1600X1200 significan lo siguiente:

1.- (1024) X (768 píxeles) = 786,432 píxeles de resolución.

2.- (1600) X (1200 píxeles) =  1,920,000 píxeles de resolución.

Por lo tanto, el segundo monitor puede desplegar imágenes más grandes.

     + Calidad del color: se refiere a la cantidad de bits que utiliza para definir cada píxel, por lo que a mayor cantidad de bits utilizados, se puede desplegar una mayor cantidad de colores.

Tonos logrados a partir del número de bits utilizados por píxel.

1 bit ( 2 ¹ ) Imagen blanco y negro

4 bits ( 2 4 ) 16 tonos

8 bits ( 2 8 ) 256 tonos

16 bits ( 2 16 ) 65,536 tonos

24 bits ( 2 24 ) 16,7 millones de tonos

32 bits ( 2 ³² ) 4,295 millones de tonos

     + Frecuencia: es la cantidad de veces que es capaz de actualizarse la pantalla por segundo, su unidad de medida es el Hertz (Hz) y puede estar entre 56 Hz hasta 120 Hz.

2.1.3 Partes que componen un monitor CRT

Externamente las partes que componen al monitor son las siguientes:

Figura 3. Esquema de las partes externas de un monitor CRT.

1.- Pantalla de vidrio curvo: muestra las imágenes al usuario.

2.- Controles de pantalla: manejan el tamaño de la imagen, posición, brillo, etc.

3.- Botón de encendido: permite prender y apagar el monitor.

4.- Cubiertas plásticas (Carcasas): protegen los circuitos del equipo y le dan estética.

5.- Conector para alimentación: suministra la alimentación desde el enchufe de corriente.

6.- Conector y cable para datos: reciben la señal desde el puerto de video de la computadora.

7.- Soporte: da estabilidad y permite colocar en diversas posiciones el monitor.

2.1.4 Conectores del monitor CRT

    Cuenta con un conector de 3 patas para la alimentación eléctrica, mientras que para los datos tiene un conector VGA de 15 pines.

Figura 4. Conector VGA integrado en el cable de datos del monitor Figura

5. Conector de 3 terminales integrado en el monitor para la alimentación eléctrica

2.1.5 La frecuencia del monitor

     El monitor CRT tiene la necesidad de estar actualizando la información en pantalla de manera muy rápida (del orden de varias veces por segundo), porque cada píxel solamente puede permanecer iluminado un corto tiempo, de caso contrario, el usuario no tendría la sensación de imágenes estables en la pantalla y se fatigaría mucho el ojo.

     La unidad de medida de la cantidad de veces que es barrida la pantalla de un monitor es la frecuencia: #actualizaciones de pantalla / segundo =  Hz

Los monitores CRT pueden tener una frecuencia desde 56 Hz hasta 120 Hz.

2.1.6 Ventajas:

Excelente calidad de imagen (definición, contraste, luminosidad). Económico. Tecnología robusta. Resolución de alta calidad.

2.1.7 Desventajas:

Presenta parpadeo por el refrescado de imagen. Consumo de energía. Generación de calor. Generación de radiaciones eléctricas y magnéticas. Alto peso y tamaño.

http://www.informaticamoderna.com/Monitor_CRT.htm

2.2 Pantallas LCD:

A este tipo de tecnología se le conoce por el nombre de pantalla o display LCD, sus siglas en inglés significan “Liquid Crystal Display” o “Pantalla de Cristal Líquido” en español. Este dispositivo fue inventado por Jack Janning.

Estas pantallas son incluidas en los ordenadores portátiles, cámaras fotográficas, entre otros.

2.2.1 Funcionamiento:

El funcionamiento de estas pantallas se fundamenta en sustancias que comparten las propiedades de sólidos y líquidos a la vez.

Cuando un rayo de luz atraviesa una partícula de estas sustancias tiene necesariamente que seguir el espacio vacío que hay entre sus moléculas como lo haría atravesar un cristal sólido pero a cada una de estas partículas se le puede aplicar una corriente eléctrica que cambie su polarización dejando pasar la luz o no.

Una pantalla LCD esta formada por 2 filtros polarizados colocados perpendicularmente de manera que al aplicar una corriente eléctrica deja pasar o no la luz. Para conseguir el color es necesario aplicar tres filtros más para cada uno de los colores básicos rojo, verde y azul.

Para la reproducción de varias tonalidades de color se deben aplicar diferentes niveles de brillo intermedios entre luz y no luz lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros.

El cristal líquido es un tipo de material que tiene unas propiedades especiales que le hacen vivir en la frontera entre los líquidos y los sólidos. Sus moléculas pueden orientarse cuando se las somete a una tensión eléctrica. Esta propiedad se utiliza para construir pantallas en las que se visualiza información.

Las sustancias utilizadas para fabricar cristales líquidos son muy variadas: benzoato de colesterol, vinilo, kevlar, polipéptidos, etc.

Las primeras pantallas de cristal líquido se utilizaron en relojes, calculadoras e instrumentos de medida. Además de precisar de poco espacio, ya que su grosor es muy pequeño, también consumen poca electricidad cuando funcionan.

El cristal líquido no emite la luz que podemos ver en estas pantallas. Su función es dejar pasar, o no, la luz a través suyo.

En las pantallas de los relojes de pulsera o de las calculadoras, la luz exterior atraviesa la pantalla por un primer filtro polarizador. El plano de oscilación de esta luz polarizada es girado por los cristales líquidos, lo que le permite atravesar el segundo filtro polarizador (Que se encentra girado 90º con

respecto al primero). La luz que atraviesa este segundo filtro se refleja en una capa reflectora interior y vuelve a salir al exterior dando una tonalidad clara a esa zona de la pantalla. Si se aplica una tensión al cristal líquido este se orienta, perpendicularmente a la pantalla, con lo que ya no gira el plano de oscilación de la luz polarizada incidente. Por esto mismo la luz no puede atravesar el segundo filtro polarizador y llegar a la capa reflectora interior y por eso esa zona de la pantalla permanece oscura (Formando letras y números).

En las pantallas de televisión LCD, para conseguir una mayor luminosidad, se ilumina desde atrás con unos tubos fluorescentes. Los píxeles a donde se hace llegar una tensión eléctrica permanecen oscuros y el resto iluminados. Cada píxel esta dividido en tres zonas verde azul y roja, para poder conseguir con su suma todo tipo de colores.

Para poder controlar eléctricamente cada píxel se habrían de conectar todos ellos a dos puntos de contacto, lo que supone una gran cantidad de contactos. Por ello se utiliza un sistema de multiplexado que reduce mucho el número de conexiones.

2.2.2 Ventajas:

Poco peso y tamaño. Buena calidad de colores.

No contiene parpadeo. Poco consume de energía. Poca generación de calor. No genera radiaciones eléctricas y magnéticas.

2.2.3 Desventajas:

Alto costo. Angulo limitado de visibilidad. Brillo limitado. Bajo tiempo de respuesta de píxeles. Contiene mercurio.

http://almadeherrero.blogspot.com/2009/05/funcionamiento-de-un-monitor-lcd.html

2.3 Pantallas Plasma:

La pantalla de plasma fue desarrollada en la Universidad de Illinois por Donald L. Bitzer y H. Gene Slottow.

Originalmente los paneles eran monocromáticos. En 1995 Larry Weber logró crear la pantalla de plasma de color. Este tipo de pantalla entre sus principales ventajas se encuentran una la mayor resolución y ángulo de visibilidad.

¿Qué es plasma?

El elemento central en una luz fluorescente es el plasma, un gas hecho de iones (átomos cargados eléctricamente) y electrones (partículas cargadas negativamente). Bajo condiciones normales, un gas está compuesto principalmente de partículas sin carga. Esto significa que los átomos individuales del gas incluyen igual número de protones y electrones. Los electrones cargados negativamente se sincronizan perfectamente con los protones cargados positivamente, por lo que el átomo tiene una carga de cero.

Si introduces muchos electrones libres dentro del gas al establecer un voltaje eléctrico por medio, la situación cambia rápidamente. Los electrones libres colisionan con los átomos, haciendo que se pierdan otros electrones. Con un electrón faltante, un átomo pierde el balance. Ya existiría una carga positiva haciendo que sea un ion.

En las pantallas de plasma con una carga corriente circulando por su interior, las partículas de carga negativa corren rápidamente hacia el área de carga positiva del plasma y viceversa. En estos alocados movimientos, las partículas están continuamente golpeándose entre si. Estas colisiones excitan los átomos del gas en el plasma causando que liberen fotones de energía. Los átomos de xeon y neon utilizados en las pantallas de plasma liberan luces fotónicas cuando son excitados.

La pantalla de plasma está formada de celdas ordenadas en líneas horizontales y columnas verticales, formando una especie de rejilla. Cada celda particular tiene gas que debe ser ionizado, y

para ello se lanzan cargas de electrodos que se interseccionan con las celdas. Se hace miles de veces en una fracción de segundo, cargando cada una de las celdas por turnos.

Cuando se han realizado las cargas, una carga eléctrica pasa por el gas en la celda, creando un flujo de partículas cargadas que estimulan los átomos de gas para liberar los fotones con rayos ultravioleta. Los fotones interactúan con el material de fósforo que cubre la pared interna de la celda. Cada píxel está compuesto de tres celdas separadas, cada una con diferentes colores de fósforo, llamados subpíxeles. Cada sub-celda tiene los colores rojo, verde y azul. Estos tres colores se funden juntos para crear el color final del píxel.

Variando los pulsos de los flujos antes mencionados por las diferentes celdas, se puede controlar la intensidad de cada subpixel, para crear cientos de combinaciones diferentes de los tres colores y abarcar todo el espectro.

La principal ventaja de las pantallas de plasma es que se pueden producir pantallas muy grandes y anchas usando materiales muy finos. Al iluminarse cada píxel por separado, la imagen resultante es muy brillante y de muy buena calidad desde cualquier ángulo. La mayor desventaja de este tipo de pantallas sigue siendo su precio, aunque la bajada de dichos precios es progresiva y ya se pueden encontrar buenas ofertas.

http://www.electronica-basica.com/pantallas-de-plasma.html

2.3.1 Cómo funciona un televisor de plasma

El principio de funcionamiento de una pantalla de plasma consiste en iluminar pequeñas luces fluorescentes de colores para conformar una imagen. Las pantallas de plasma funcionan como las lámparas fluorescentes, en que cada píxel es semejante a un pequeño foco coloreado.

Cada uno de los píxeles que integran la pantalla está formado por una pequeña celda estanca que contiene un gas inerte (generalmente neón o xenón). Al aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos de la celda, dicho gas pasa al estado de plasma.

El gas así cargado emite radiación ultravioleta (UV) que golpea y excita el material fosforescente que recubre el interior de la celda. Cuando el material fosforescente regresa a su estado energético natural, emite luz visible.

Funcionan de manera similar a los televisores CRT tradicional. Al menos en el tema de los fósforos que generan la luz.

En los televisores de plasma partimos de unos paneles de cristal divididos en celdas y que contienen una mezcla de gases nobles que cuando excitamos con electricidad, se convierte en plasma y los fósforos comienzan a emitir luz. He aquí la principal diferencia con los televisores LCD. En el caso de los plasmas, la luz la contienen ellos, no proviene de otro lugar, como pasa con la retroiluminación de los televisores LCD. Esto nos da como resultado más inmediato la principal característica de los televisores de plasma: el negro intenso que consiguen, todavía inalcanzable para la tecnología LCD.

Los televisores de plasma también están formados por píxeles. A su vez, cada píxel dispone de tres celdas separadas en cada una de las cuales hay un fósforo de color distinto: rojo, azul y verde. Estos colores se mezclan para crear el color final del píxel.

El funcionamiento por medio de fósforos de las pantallas de plasma, nos ofrece una serie de ventajas (mejor contraste y tiempo de respuesta muy rápido) pero también son la fuente de sus principales inconvenientes. Así, al estar basada la tecnología en fósforo, la exposición prolongada de una imagen estática durante un largo periodo de tiempo puede provocar un marcado en la pantalla muy molesto. Si siempre tiende a marcarse la misma zona, se podría producir lo que se denomina quemado de la pantalla.

Además, los fósforos tienden con el tiempo a agotarse y apagarse, lo que nos deja un tiempo de

vida de las pantallas de plasma más reducido que en el caso de la tecnología LCD, como veremos en la comparativa. El descenso en calidad de imagen suele ser progresivo.

Por último decir que debido al funcionamiento del plasma que se basa en gases, la altitud les afecta directamente, y aunque no debe ser el caso de la inmensa mayoría, cuidado con los televisores de plasma en grandes altitudes porque pueden llegar incluso a no funcionar.

Visto el funcionamiento de las pantallas de plasma y los LCD, solo nos queda decidir qué es mejor, si plasma o LCD

http://www.xataka.com/hd/como-funciona-un-televisor-de-plasma

2.3.2 Ventajas:

Excelente brillo. Alta resolución. Amplio ángulo de visión. No contiene mercurio. Tamaño de pantalla elevado.

2.3.3 Desventajas:

Vida útil corta. Coste de fabricación elevado, superior a los LCD. Consumo de electricidad elevado. Poca pureza del color. Consumo energético y emisión de calor elevada.

2.4 Monitor LED

El monitor con tecnología LED en vez de utilizar lámparas fluorescentes de cátodos fríos (CCFL), que contienen mercurio -un material vital en los sistemas CCFL pero tóxico para los humanos y agresivo con el ambiente, y ampliamente usado en pantallas LCD convencionales.

La tecnología LED (Light-Emitting Diode) usan sistemas de retroiluminación , una tecnología que ofrece ventajas sobre la tecnología de iluminación convencional por lámparas fluorescentes de cátodos fríos evitando de ese modo la contaminación que provoca y las emisiones de CO2. Además disminuyen el consumo eléctrico dejándolo por debajo del 50% respecto a los LCD.

También aporta ventajas visuales con mayor uniformidad del brillo y de intensidad, alcanza su punto máximo de brillo mucho antes que otras pantallas. Aumento del contraste dinámico, manejo más depurado de la luz por zonas y procesamiento del color, con negros y blancos de mayor intensidad, y grises profundos, todo ello resulta en imágenes vibrantes y fluidas.

Los monitores LED además son extrafinos, con espesores de alrededor de 20mm, lo cual hace que estos sean más ligeros y ocupen todavía menos espacio.

En resumen, en general son de mayor calidad, gastan menos energía, ayudan a cuidar el medio ambiente y presentan mejor imagen que un LCD.

    Pantalla LCD pero que en vez de utilizar lámparas fluorescentes utilizan retro iluminación por LED.-    Al no utilizar lámparas fluorescentes eliminaría el uso de Mercurio en los monitores, evitando la contaminación.-    Consume menos energía que un LCD (Apple utiliza estas pantallas en sus MacBook Pro y MacBook Air)-    Presenta mejor contraste en las imágenes proyectadas, también controla mejor el brillo de la imagen para evitar la fatiga en la vista.

En resumen, los monitores LED gastan menos energía, ayudan a cuidar el medio ambiente y presentan mejor imagen que un LCD.

2.5 Diodo orgánico de emisión de luz

Presentación de OLED.

Un diodo orgánico de emisión de luz, también conocido como OLED (acrónimo del inglés: Organic Light-Emitting Diode), es un diodo que se basa en una capa electroluminiscente formada por una película de componentes orgánicos que reaccionan, a una determinada estimulación eléctrica, generando y emitiendo luz por sí mismos.

Existen muchas tecnologías OLED diferentes, tantas como la gran diversidad de estructuras (y materiales) que se han podido idear (e implementar) para contener y mantener la capa electroluminiscente, así como según el tipo de componentes orgánicos utilizados.

Las principales ventajas de las pantallas OLED son: más delgados y flexibles, más contrastes y brillos, mayor ángulo de visión, menor consumo y, en algunas tecnologías, flexibilidad. Pero la degradación de los materiales OLED han limitado su uso por el momento. Actualmente se está investigando para dar solución a los problemas derivados de esta degradación, hecho que hará de los OLED una tecnología que puede reemplazar la actual hegemonía de las pantallas LCD (TFT) y de la pantalla de plasma.

Por todo ello, OLED puede y podrá ser usado en todo tipo de aplicaciones: pantallas de televisión, pantalla de ordenador, pantallas de dispositivos portátiles (teléfonos móviles, PDA, reproductores MP3...), indicadores de información o de aviso, etc., con formatos que bajo cualquier diseño irán desde unas dimensiones pequeñas (2") hasta enormes tamaños (equivalentes a los que se están consiguiendo con LCD). Mediante los OLED también se pueden crear grandes o pequeños carteles de publicidad, así como fuentes de luz para iluminar espacios generales.1 Además, algunas tecnologías OLED tienen la capacidad de tener una estructura flexible, lo que ya ha dado lugar a desarrollar pantallas plegables o enrollables, y en el futuro quizá pantallas sobre ropa y tejidos, etc.

2.5.1 Historia

Prototipo de pantalla OLED de 3,8 cm de diagonal.

La electroluminiscencia en materiales orgánicos fue producida en los años 50 por Bernanose y sus colaboradores.2

En un artículo de 1977, del Journal of the Chemical Society, Shirakawa et al. comunicaron el descubrimiento de una alta conductividad en poliacetileno dopado con yodo.3 Heeger, MacDiarmid & Shirakawa recibieron el premio Nobel de química de 2000 por el "descubrimiento y desarrollo de conductividad en polímeros orgánicos".4

En un artículo de 1990, de la revista Nature, Burroughs et al. comunicaron el desarrollo de un polímero de emisión de luz verde con una alta eficiencia.5

Recientemente, en 2008, ha aparecido en castellano un trabajo de revisión y puesta al día sobre la tecnología OLED.6

2.5.2 Estructura básica

Un OLED está compuesto por dos finas capas orgánicas: capa de emisión y capa de conducción, que a la vez están comprendidas entre una fina película que hace de terminal ánodo y otra igual que hace de cátodo. En general estas capas están hechas de moléculas o

polímeros que conducen la electricidad. Sus niveles de conductividad eléctrica van desde los niveles aisladores hasta los conductores, y por ello se llaman semiconductores orgánicos (ver polímero semiconductor).

La elección de los materiales orgánicos y la estructura de las capas determinan las características de funcionamiento del dispositivo: color emitido, tiempo de vida y eficiencia energética.

Estructura básica de un OLED.

2.5.3 Principio de funcionamiento

Se aplica voltaje a través del OLED de manera que el ánodo sea positivo respecto del cátodo. Esto causa una corriente de electrones que fluye en este sentido. Así, el cátodo da electrones a la capa de emisión y el ánodo los sustrae de la capa de conducción.

Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente (por exceso de electrones), mientras que la capa de conducción se carga con huecos (por carencia de electrones). Las fuerzas electrostáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más cerca de la capa de emisión, porque en los semiconductores orgánicos los huecos se mueven más que los electrones (no ocurre así en los semiconductores inorgánicos).

La recombinación es el fenómeno en el que un átomo atrapa un electrón. Dicho electrón pasa de una capa energética mayor a otra menor, liberándose una energía igual a la diferencia entre energías inicial y final, en forma de fotón.

La recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en la región visible, y se observa un punto de luz de un color determinado. La suma de muchas de estas recombinaciones, que ocurren de forma simultánea, es lo que llamaríamos imagen.

Principio de funcionamiento de OLED: 1. Cátodo (-), 2. Capa de emisión, 3. Emisión de radiación (luz), 4 . Capa de conducción, 5. Ánodo (+).

2.5.4 Tecnologías relacionadas

SM-OLED (Small-molecule OLED)

Los SM-OLED se basan en una tecnología desarrollada por la compañía Eastman Kodak. La producción de pantallas con pequeñas moléculas requiere una deposición en el vacío de las moléculas que se consigue con un proceso de producción mucho más caro que con otras técnicas (como las siguientes). Típicamente se utilizan sustratos de vidrio para hacer el vacío, pero esto quita la flexibilidad a las pantallas aunque las moléculas sí lo sean.

PLED (Polymer Light-Emitting Diodes)

Los PLED o LEP (Light-Emitting Polymers) han sido desarrollados por la Cambridge Display Technology. Se basan en un polímero conductivo electroluminiscente que emite luz cuando le recorre una corriente eléctrica. Se utiliza una película de sustrato muy delgada y se obtiene una pantalla de gran intensidad de color que requiere relativamente muy poca energía en comparación con la luz emitida. El vacío, a diferencia de los SM-OLED, no es necesario y los polímeros pueden aplicarse sobre el sustrato mediante una técnica derivada de la impresión de chorro de tinta comercial (llamada inkjet en inglés). El sustrato usado puede ser flexible, como un plástico PET. Con todo ello, los PLED pueden ser producidos de manera económica.

TOLED (Transparent OLED)

Los TOLED usan un terminal transparente para crear pantallas que pueden emitir en su cara de delante, en la de atrás, o en ambas consiguiendo ser transparentes. Los TOLED pueden mejorar enormemente el contraste con el entorno, haciendo mucho más fácil el poder ver las pantallas con la luz del sol.

SOLED (Stacked OLED)

Los SOLED utilizan una arquitectura de píxel novedosa que se basa en almacenar subpíxeles rojos, verdes y azules, unos encima de otros en vez de disponerlos a los lados como sucede de manera normal en los TRC y LCD. Las mejoras en la resolución de las pantallas se triplican y se realza por completo la calidad del color.

2.5.6 Implementación en matrices

Aparte de las tecnologías anteriores, las pantallas OLED pueden ser activadas a través de un método de conducción de la corriente por matriz que puede tener dos esquemas diferentes y da lugar a las tecnologías PMOLED y AMOLED.

2.5.7 Principales ventajas

Los OLED ofrecen muchas ventajas en comparación con los LCD, LED y pantallas de plasma.

Más delgados y flexibles. Por una parte, las capas orgánicas de polímeros o moléculas de los OLED son más delgadas, luminosas y mucho más flexibles que las capas cristalinas de un LED o LCD. Por otra parte, en algunas tecnologías el sustrato de impresión de los OLED puede ser el plástico, que ofrece flexibilidad frente a la rigidez del cristal que da soporte a los LCDs o pantallas de plasma.

Más económicos. En general, los elementos orgánicos y los sustratos de plástico serán mucho más económicos. También, los procesos de fabricación de OLED pueden utilizar conocidas tecnologías de impresión de tinta (en inglés, conocida como inkjet), hecho que disminuirá los costes de producción.

Brillo y Contraste. Los píxeles de OLED emiten luz directamente. Por eso, respecto a los LCDs posibilitan un rango más grande de colores y contraste.

Menos consumo . Los OLED no necesitan la tecnología backlight, es decir, un elemento OLED apagado realmente no produce luz y no consume energía, a diferencia de los LCD que no pueden mostrar un verdadero “negro” y lo componen con luz consumiendo energía continuamente. Así, los OLED muestran imágenes con menos potencia de luz, y cuando son alimentados desde una batería pueden operar largamente con la misma carga.

Más escalabilidad y nuevas aplicaciones. La capacidad futura de poder escalar las pantallas a grandes dimensiones hasta ahora ya conseguidas por los LCD y, sobre todo, poder enrollar y doblar las pantallas en algunas de las tecnologías OLED que lo permiten, abre las puertas a todo un mundo de nuevas aplicaciones que están por llegar.

Mejor visión bajo ambientes iluminados. Al emitir su propia luz, una pantalla OLED, puede ser mucho mas visible bajo la luz del sol, que una LCD.

2.5.8 Desventajas y problemas actuales

Tiempos de vida cortos. Las capas OLED verdes y rojas tienen largos tiempos de vida, sin embargo la capa azul no es tan duradera, actualmente tienen una duración cercana a las 14.000 horas (8 horas diarias durante 5 años), este periodo de funcionamiento es mucho menor que el promedio de los LCD que dependiendo del modelo y del fabricante pueden llegar a las 60.000 horas. Toshiba y Panasonic han encontrado una manera de resolver este problema con una nueva tecnología que puede duplicar la vida útil de la capa responsable del color azul, colocando la vida útil por encima de la promedio de la de las pantallas LCD. Una membrana metálica ayuda a la luz a pasar desde los polímeros del sustrato a través de la superficie del vidrio más eficientemente que en los OLED actuales. El resultado es la misma calidad de imagen con la mitad del brillo y el doble de la vida útil esperada.

En el 2007, PLED experimentales pudieron sostener 400 cd/m² en brillo por más de 198.000 horas para OLED verdes y 62.000 para los azules.

Proceso de fabricación caro. Actualmente la mayoría de tecnologías OLED están en proceso de investigación, y los procesos de fabricación (sobre todo inicialmente) son económicamente elevados, a no ser que se apueste por un diseño que se utilice en economías de escala.

Agua. El agua puede fácilmente estropear en forma permanente los OLED, ya que el material es orgánico, su exposición al agua, tiende a acelerar el proceso de biodegradación, es por esto que el material orgánico de una OLED, suele venir protegido, y aislado del ambiente, por lo que la pantalla es totalmente resistente a ambientes húmedos..

Impacto medioambiental. Los componentes orgánicos (moléculas y polímeros) se ha visto que son difíciles de reciclar (alto coste, complejas técnicas). Ello puede causar un impacto al medio ambiente muy negativo en el futuro.

2.5.9 Más allá

En la actualidad existen investigaciones para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad. De momento no hay ninguna fecha para su comercialización, pero ya se está hablando de cómo hacerlo para su fabricación masiva. Con esta tecnología se podrían construir todo tipo de pequeños aparatos eléctricos que se podrían autoabastecer de energía.

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_org%C3%A1nico_de_emisi%C3%B3n_de_luz