Los OLED son terriblemente delgados. Estamos hablando de capas semiconductoras con un espesor de entre 100 y 500 nanómetros. En perspectiva, el cabello humano es aproximadamente 200 veces más grueso que estos componentes activos. Esto no es sólo un pequeño detalle. Esta es la razón básica por la que los OLED se pueden doblar, plegar e incrustar en curvas, lo que no es posible con las pantallas LCD tradicionales.
Básicamente, un OLED es un sándwich. Se basa en moléculas orgánicas que emiten luz cuando una corriente eléctrica las atraviesa. La mayoría de las pantallas de consumo utilizan una estructura orgánica de dos capas, pero algunas versiones avanzadas añaden una tercera capa para transportar electrones de manera más eficiente desde el cátodo a la región emisora. Nos quedamos con esta arquitectura de dos capas porque actualmente alimenta el teléfono en su bolsillo.
Anatomía de una pantalla OLED
Construir una pantalla es más que simplemente apilar materiales. Se trata de controlar los portadores de carga (electrones y “huecos”) con precisión quirúrgica. Cada componente tiene una tarea específica y si uno de ellos falla, el píxel se oscurece.
Sustrato
Ésta es la base. Puede ser plástico transparente, vidrio o una fina lámina de metal. No emite luz. Simplemente mantiene todo junto. El vidrio es rígido y plano. El plástico es flexible. El material que elija determina si su pantalla se doblará o se agrietará.
Ánodo
El ánodo está en un lateral y es transparente. Cuando la corriente fluye, atrae los electrones, creando efectivamente “agujeros” (portadores de carga positiva). Estos agujeros tienen que ir a alguna parte.
Capa conductora
Esta es la primera capa orgánica. Está hecho de moléculas de plástico orgánico, siendo la polianilina una opción común. Su única finalidad es transportar estos orificios desde el ánodo hasta el centro del dispositivo. Piense en ello como un pasillo para cargas positivas.
Capa emisiva
Aquí es donde ocurre la magia. Aquí se trata de un conjunto diferente de moléculas de plástico orgánico, normalmente polifluoreno. Recibe electrones del otro lado y se encuentra con los agujeros de la capa conductora. Cuando los electrones y los huecos se recombinan, se libera energía en forma de luz. Esta capa es el píxel.
cátodo
En el otro lado de la capa emisora, el cátodo inyecta electrones en la pila. Dependiendo del tipo de pantalla, esta capa puede ser transparente (permitiendo que la luz escape) o reflectante (reflejando la luz hacia adelante). La transparencia es clave es importante para la mayoría de los monitores modernos.
Fabricación: dónde aumentan los costos
Diseñar la pila es fácil. Llevar esas moléculas orgánicas a un sustrato sin contaminación, defectos o desperdicios es una pesadilla. La mayor parte de los costos de fabricación residen.
Hay tres formas principales de aplicar estas capas orgánicas. Cada enfoque tiene diferentes compensaciones entre costo, eficiencia y escalabilidad.
1. Evaporación térmica al vacío (VTE)
Este es el método tradicional. Dentro de la cámara de vacío, las moléculas orgánicas se calientan hasta que se evaporan. Luego flotan a través del vacío y se condensan para formar una película delgada sobre el sustrato enfriado.
* Problema: Es caro. Es ineficiente. Se desperdicia mucho material que nunca da en el blanco. También limita el tamaño de los paneles que se pueden fabricar de forma económica. ¿Pantallas pequeñas? Bien. ¿Un televisor grande de 80 pulgadas? No es práctico.
2. Deposición en fase de vapor orgánico (OVPD)
Un paso adelante en eficiencia. Aquí, el gas portador mueve moléculas orgánicas vaporizadas a través de un reactor de paredes calientes y de baja presión. El gas transporta las moléculas a un sustrato enfriado, donde se condensan.
* Ventajas: El uso de gas aumenta la eficiencia y reduce los costos.
