Pantallas Planas: OLED

Impresión de OLED

El lanzamiento al mercado de gama alta de pantallas planas compuestas por OLEDs ya es una realidad. Las empresas involucradas en iluminación de estado sólido están lanzando ya sus primeros productos utilizando esta tecnología. La tecnología OLED tiene propiedades únicas ya que permite crear fuentes de luz muy delgadas y, lo más atractivo de todo, flexibles.

Introducción al OLED

Un Diodo Orgánico de Emisión de Luz, también conocido como OLED(acrónimo inglés de 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.

Los Diodos Orgánicos de Emisión de Lluz (OLED), se dividen tradicionalmente en dos clases: de molécula pequeña y OLEDs basados en polímeros, relacionado con la capa activa (emitter layer) utilizado en la estructura del mismo.

                                     

Los productos comerciales disponibles se basan sobre todo en materiales de molécula pequeña, debido a su mayor estabilidad y rendimiento luminoso. Actualmente se usan sobre todo tecnologías de evaporación térmica de vaciopara aplicar los materiales de las diferentes capas sobre el sustrato de vidrio para garantizar la vida de los productos adecuados. A pesar de que el sustrato de vidrio rígido es una excelente barrera y protege los materiales orgánicos de la degradación, impide la flexibilidad de los materiales orgánicos.

Fabricación de un OLED mediante procesos de deposición en vacio.

Las tecnologías de evaporación térmica en vacio actualmente en uso requieren grandes inversiones y, por tanto, un alto rendimiento para reducir la proporción de los costes de fabricación en el producto final. La evaporación al vacío puede ser vista como una tecnología de deposición de transición que será sustituido total o parcialmente por otras tecnologías más rentables y eficientes como la impresión. El potencial de bajar los costes de fabricación por impresión de OLEDsbasados en polímeros ha sido la motivación para su uso.

Las principales ventajas de la impresión como método de deposición incluyen la alta velocidad de fabricación, el bajo desperdicio de material, técnicas establecidas de deposición, la posibilidad de modelar directamente de las películas impresas, y las temperaturas de procesamiento de bajo consumo que permiten el uso de sustratos flexibles. Las tecnologías más comúnmente utilizadas para fabricación de OLEDs a día de hoy incluyen el huecograbado,flexografía, inkjet-printing, así como el “slot die coating”.

Rango de diferentes colores de los OLEDs realizado dentro del proyecto europeo “OLED100”. 

Fabricación de un OLED mediante tecnologías de impresión.

Los OLEDs impresos a base de polímeros se componen de películas orgánicas finas depositadas entre dos electrodos. Para este tipo de estructura de un OLED simple, el flujo de procesamiento puede ser descrito de la siguiente manera. Las capas barrera se depositan inicialmente para reducir el oxígeno y la absorción de humedad en las películas orgánicas de OLED. El sustrato barrera (Barrier film)  se recubre con un ánodo transparente que suele ser el Indio-Óxido de Estaño ITO (acrónimo inglés de Indium-Tin-Oxide). El sustrato barrera transparente recubierto con el ánodo se limpia, se quitan las cargas y su energía en superficie por medio de lavado, deionización y tratamiento de plasma o de corona. El tratamiento previo del sustrato es esencial porque el espesor de las capas siguientes esta en el orden de las sub-micras. La capa de inyectores de huecos (hole-injection layer), la capa de emisión (Emission layer) y el cátodo se imprimen sobre el pre-tratamiento del sustrato barrera con el ánodo. Cada una de las capas se seca directamente después de la impresión de minimizar la disolución interfacial y la mezcla de la capa subyacente durante la deposición de la capa activa siguiente. 

Por último, las capas/materiales de un OLED en el sustrato se encapsulan por laminado de aluminio que contiene capas barrera e incluso una capa adhesiva. Es necesario estructurar los electrodos porque la área de emisión de luz de unOLED se forma en la zona donde se superponen ánodo y el cátodo.

OLED flexible y completamente impreso realizado dentro del proyecto europeo “ROLLED” del VTT en Finlandia.Fuente:

Cátodo impreso

En la estructura a base de polímeros OLED, la capa del cátodo consiste tradicionalmente en metales de baja y alta función de trabajo, tales como bario y aluminio que se evapora en vacio. El desarrollo de una tinta de cátodo es necesaria para realizar la impresión de todas las capas enteras de un OLED. Las tintas conductoras de plata están disponibles comercialmente en una amplia gama de productos, pero cuando se utiliza sin una capa de inyección adicional de electrones produce malos resultados. La inyección de aluminio produce un mayor rendimiento del OLEDque la plata para el cátodo impreso.

Mientras que la atención en la tecnología de OLED impresos proviene de la iluminación y la industria de pantallas, las primeras aplicaciones de alto volumen, bajo coste y relativamente bajo rendimiento puede ser en la señalización.

OLED-PRINTED

AIDO está trabajando en el proyecto OLED-Printed conjuntamente con la Universidad de Valencia en la fabricación de un OLED mediante tecnologías de impresión. Se han conseguido los primeros resultados realizando un “OLED híbrido” que está fabricado en parte por tecnologías de impresión y con técnicas de evaporación térmica en vacio.

OLED “hibrido” sobre vidrio realizado entre AIDO y la Universidad de Valencia. Unas capas están impresas otras se han aplicado con el proceso de evaporación térmica en vacio. 

Video: OLED Sony