Lo único flexible en los dispositivos plegables que tenemos es la pantalla: los auténticos "flexibles" ya están en camino

Los paneles OLED flexibles irrumpieron en la industria de las pantallas hace ya cinco años. La tecnología que los hace posibles está disponible desde hace más tiempo, pero el momento en el que las grandes marcas empezaron a apostar por ella sin ambigüedad llegó durante la edición del CES que se celebró a principios de 2018. En aquel momento Sony, Samsung, HP, Lenovo, Xiaomi y LG anunciaron que estaban trabajando en dispositivos flexibles. Y algunos de ellos no tardaron mucho en llegar.

Sin embargo, en realidad el único componente flexible de los dispositivos electrónicos que están actualmente a nuestro alcance, como los smartphones o los televisores, es la matriz OLED. Es evidente que esta es una limitación importante, pero, sorprendentemente, el desarrollo de la ingeniería de materiales está a punto de ponerle fin. Y es que ya es posible fabricar obleas de circuitos integrados que aglutinan transistores intrínsecamente flexibles. Esto lo cambia todo.

Dispositivos plegables, dejad paso. Los flexibles de verdad ya se acercan

Lo que realmente diferencia a un panel OLED flexible de otro rígido que emplea la misma tecnología es su sustrato. Este elemento es el material que actúa como soporte estructural de la capa de diodos orgánicos emisores de luz, que son los que realmente conforman el panel OLED. Esta película de diodos debe estar fijada sobre una capa que le confiera rigidez estructural, y este es, precisamente, el rol principal del sustrato.

Los paneles OLED rígidos, los convencionales, recurren a un sustrato de vidrio, pero es evidente que este material es extremadamente rígido, por lo que no sirve si lo que queremos es fabricar un panel flexible. Para resolverlo, los ingenieros se han decantado por utilizar un sustrato de poliamida, que es un tipo sofisticado de plástico. El problema es que la matriz que reproduce las imágenes convive con componentes electrónicos inherentemente rígidos, por lo que hasta ahora no ha sido posible producir dispositivos electrónicos completamente flexibles.

Para tenerlos es necesario poner a punto un componente esencial: chips flexibles. Y ya son posibles. Un equipo formado por investigadores de la Universidad Sungkyunkwan, el Instituto de Ciencia Básica, el Instituto de Ciencia y Tecnologías Avanzadas y la Universidad Nacional de Seúl, todas ellas instituciones de Corea del Sur, ha publicado en Nature Electronics un interesantísimo artículo en el que explica con detalle el procedimiento que ha seguido para fabricar un polímero elástico que puede ser utilizado para producir transistores FET flexibles. Estos son los transistores incorporados en la mayor parte de los circuitos integrados de los dispositivos electrónicos que utilizamos actualmente.

Estos científicos no son los primeros que se han embarcado en el desarrollo de la tecnología necesaria para poner a punto chips flexibles, pero su estrategia es diferente a las que han utilizado los demás investigadores hasta ahora. Su logro más relevante consiste en que han ideado una técnica de fabricación a gran escala de un material dieléctrico que hace posible la producción de componentes electrónicos flexibles que tienen, según las pruebas que presentan en su artículo científico, unas propiedades eléctricas comparables a las de los componentes electrónicos rígidos de naturaleza inorgánica. Suena bien.

Un apunte breve: un dieléctrico es un componente con una conductividad eléctrica muy baja, y que, por tanto, se comporta como un aislante. El material que han desarrollado estos investigadores es un polímero sintético parecido a algunos plásticos con los que todos estamos familiarizados cuyas propiedades fisicoquímicas lo hacen compatible con la fabricación de transistores. Para producirlo emplean una técnica conocida como deposición al vacío, que, a grandes rasgos, es un conjunto de procesos muy sofisticados que permiten obtener un material depositándolo molécula a molécula sobre un sustrato sólido.

Según estos científicos surcoreanos su material dieléctrico puede ser estirado un 40% más allá de su volumen original sin que sus propiedades fisicoquímicas y su capacidad aislante se vean alteradas. Pero lo más impactante es que su tecnología permite la fabricación de obleas flexibles de circuitos integrados que, según sus pruebas, pueden ser utilizadas en la producción de chips flexibles a gran escala.

En la fotografía que publicamos encima de estas líneas podemos ver una de estas obleas flexibles. En su artículo estos investigadores reconocen que aún tienen que mejorar la eficiencia de sus chips flexibles, optimizar el procedimiento de fabricación y mejorar sus capacidades dieléctricas, pero no cabe duda de que lo que tienen entre manos tiene un gran potencial.

Imágenes: Prof. Donghee Son y Dr. Ja Hoon Koo

Más información: Nature Electronics