La comunicación por luz visible (VLC, por sus sigles en inglés), también conocida como LiFi, es una tecnología emergente que emplea diodos emisores de luz (LED) para proporcionar de forma simultánea iluminación y transmisión inalámbrica de datos.
Durante los últimas años la investigación en este campo está dando pasos agigantados, llevando a esta tecnología ha convertirse en una herramienta fundamental para el desarrollo de la conectividad del Internet de las Cosas (IoT) de próxima generación (6G), permitiendo un intercambio de datos sin problemas entre dispositivos interconectados para sistemas de monitorización ambiental, hogares inteligentes e interacciones de pantalla a pantalla.
Una de los principales vectores de investigación actual es el encontrar materiales semiconductores emergentes para fuentes LED en VLC que lleven a la tecnología a otro nivel de desarrollo. Los OLED basados en semiconductores orgánicos no tóxicos, están emergiendo como una de las materiales más prometedores para liderar esta revolución óptica.
En este contexto, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shaanxi y la Universidad de Shanghái han resumido el progreso de los OLEDs imprimibles para futuros sistemas VLC, en un trabajo de investigación publicado en Advanced Photonics Nexus. A continuación, detallamos algunas de las claves que se desarrollan en el estudio.
Avances en materiales LED para sistemas de VLC
Los avances recientes en materiales LED adecuados para sistemas de VLC incluyen semiconductores inorgánicos, puntos cuánticos, semiconductores orgánicos, estructuras metálico-orgánicas y perovskitas orgánico-inorgánicas híbridas.
Entre ellos, los autores hacen especial hincapié en el uso de materiales orgánicos no tóxicos basados en OLEDs como fuente de luz rentable y respetuosa con el medio ambiente para la comunicación visible a través de la luz. En particular, se discuten los avances en OLEDs blancos para iluminación de estado sólido, centrándose en el desarrollo de materiales emisores eficientes y estructuras de dispositivos que puedan facilitar aplicaciones de VLC.
Estado actual y oportunidades para OLEDs basados en VLC
Este campo de investigación en rápida evolución ha cambiado su enfoque de las tasas de transmisión de datos a factores como la fabricación de bajo costo, toxicidad, sostenibilidad, reciclabilidad, volumen de producción y flexibilidad como consideraciones clave para evaluar los OLEDs en aplicaciones de VLC.
Se pueden encontrar oportunidades potenciales en la ampliación del rango espectral de los OLEDs desde la luz visible hasta la ventana del infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés). Esta expansión no solo mejora el ancho de banda de los enlaces de VLC, sino que también abre posibilidades para utilizar VLC en aplicaciones de bio-detección.
Estrategias de fabricación para OLEDs imprimibles
Para lograr viabilidad comercial, es crucial abordar los costos de fabricación asociados con el desarrollo de OLEDs y OVLC.
Las estrategias de fabricación procesables por solución incluyen la impresión por inyección de tinta, el recubrimiento por colada y las tecnologías de recubrimiento con cuchilla. La fabricación de OLEDs directamente impresos a escala beneficiará de futuras fabricaciones rollo a rollo. Además, los OLEDs impresos en 3D muestran un gran potencial como transmisores impresos de bajo costo para enlaces de VLC.
Sistemas VLC completamente orgánicos
Mirando hacia el futuro de la VLC, está surgiendo una nueva dirección de investigación: el sistema VLC completamente orgánico. Si bien su rendimiento puede ser actualmente inferior, el sistema VLC completamente orgánico ofrece perspectivas emocionantes para soluciones imprimibles, rentables y altamente integradas en, por ejemplo, prendas de vestir y tejidos industriales.
Hasta la fecha, la mayoría de los sistemas VLC basados en semiconductores orgánicos han prestado atención al transmisor o al receptor, en lugar de al enlace VLC totalmente orgánico, con el fin de obtener la máxima medida de rendimiento de cada dispositivo. Sin embargo, es necesario profundizar en las prestaciones de comunicación de un sistema VLC que utilice el dispositivo electrónico orgánico como transmisor y receptor ópticos.
En general, esta exhaustiva revisión de la aplicación de OLEDs imprimibles en sistemas de VLC ofrece importantes conocimientos sobre el diseño de materiales y dispositivos LED orgánicos de alta calidad para aplicaciones de comunicación por luz. Destaca el potencial de los OLEDs como una tecnología versátil para futuros displays flexibles, iluminación de estado sólido y sistemas de VLC.
Puede acceder al paper en acceso abierto a través del siguiente enlace:
Créditos de imagen de portada: Guo et al, https://doi.org/10.1117/1.APN.2.4.044001
