Gli OLED sono terribilmente sottili. Stiamo parlando di strati di semiconduttori con uno spessore di 100-500 nanometri. In prospettiva, i capelli umani sono circa 200 volte più spessi di questi componenti attivi. Questo non è solo un piccolo dettaglio. Questo è il motivo fondamentale per cui gli OLED possono essere piegati, piegati e incastonati in curve, cosa che non è possibile con i tradizionali schermi LCD.
Fondamentalmente, un OLED è un sandwich. Si basa su molecole organiche che emettono luce quando vengono attraversate da una corrente elettrica. La maggior parte dei display consumer utilizza una struttura organica a due strati, ma alcune versioni avanzate aggiungono un terzo strato per trasportare gli elettroni in modo più efficiente dal catodo alla regione emissiva. Manteniamo questa architettura a due livelli perché attualmente alimenta il telefono in tasca.
Anatomia di un display OLED
Costruire uno schermo è molto più che semplicemente impilare materiali. Si tratta di controllare i portatori di carica (elettroni e “buchi”) con precisione chirurgica. Ogni componente ha un compito specifico e, se uno di essi si guasta, il pixel si oscura.
Substrato
Questa è la base. Può essere plastica trasparente, vetro o lamina metallica sottile. Non emette luce. Tiene semplicemente tutto insieme. Il vetro è rigido e piatto. La plastica è flessibile. Il materiale che scegli determina se lo schermo si piegherà o si spezzerà.
Anodo
L’anodo è su un lato ed è trasparente. Quando la corrente scorre, allontana gli elettroni, creando di fatto “buchi” (portatori di carica positiva). Questi buchi devono andare da qualche parte.
Strato conduttore
Questo è il primo strato organico. È fatto di molecole di plastica organica, e la polianilina è una scelta comune. Il suo unico scopo è trasportare questi fori dall’anodo al centro del dispositivo. Consideratelo come un corridoio per le cariche positive.
Strato emissivo
È qui che avviene la magia. Un diverso insieme di molecole di plastica organica qui, solitamente polifluorene. Riceve gli elettroni dall’altro lato e incontra le lacune dello strato conduttivo. Quando gli elettroni e le lacune si ricombinano, l’energia viene rilasciata sotto forma di luce. Questo livello è il pixel.
catodo
Dall’altro lato dello strato emissivo, il catodo inietta gli elettroni nello stack. A seconda del tipo di schermo, questo strato può essere trasparente (permettendo alla luce di fuoriuscire) o riflettente (riflettendo la luce in avanti). la trasparenza è fondamentale per la maggior parte dei monitor moderni.
Produzione: dove si insinuano i costi
Progettare lo stack è facile. Portare quelle molecole organiche su un substrato senza contaminazioni, difetti o sprechi è un incubo. La maggior parte dei costi di produzione risiede.
Esistono tre modi principali per applicare questi strati organici. Ciascun approccio presenta diversi compromessi tra costi, efficienza e scalabilità.
1. Evaporazione termica sotto vuoto (VTE)
Questo è il metodo tradizionale. All’interno della camera a vuoto le molecole organiche vengono riscaldate fino alla loro evaporazione. Quindi fluttuano nel vuoto e si condensano per formare una pellicola sottile sul substrato raffreddato.
* Problema: È costoso. È inefficiente. Sprechi molto materiale che non raggiunge mai l’obiettivo. Limita inoltre la dimensione dei pannelli che possono essere prodotti economicamente. Schermi piccoli? Bene. Una grande TV da 80 pollici? Non è pratico.
2. Deposizione in fase vapore organica (OVPD)
Un passo avanti in termini di efficienza. Qui, il gas vettore muove le molecole organiche vaporizzate attraverso un reattore a pareti calde a bassa pressione. Il gas trasporta le molecole su un substrato raffreddato, dove si condensano.
* Vantaggi: L’utilizzo del gas aumenta l’efficienza e riduce i costi.
