CONCEPTO DE OLED (diodo orgánico emisor de luz)

...

El desarrollo de nuevos polímeros, como los copolímeros basados en PPV o los

Polifluorenos, con eficiencias de luminiscencia mejoradas.

Todos estos esfuerzos han llevado a OLEDs de polímeros con eficiencias energéticas de

16-22 lm/W para voltajes de operación tan bajos como 2.5-3.5 V para 100 cd/m2.

Para los OLEDs de polímero, el número de capas está limitado normalmente a dos, puesto que el disolvente para cada nueva capa depositada por spin-coating no debe disolver la anterior capa de polímero. En contraste, los OLEDs de pequeña molécula pueden constar de tantas capas como sea necesario para alcanzar el mejor rendimiento.

Por tanto, la optimización de los OLEDs puede hacerse utilizando nuevas capas moleculares con propiedades apropiadas.

Desde este punto de vista, los esfuerzos investigadores para disminuir los voltajes de operación y aumentar la eficiencia, se han de concentrar en tres objetivos separados:

1. La mejora de la inyección y transporte de huecos

2. El progreso en las capas de emisión

3. Los avances en la inyección de electrones

En relación con el primer objetivo, los problemas más importantes abordados han sido:

(a) disminuir la barrera energética para la inyección de huecos desde el ánodo de ITO hacia la capa de transporte de huecos (por ejemplo TPD) y mejorar el contacto entre la capa de transporte de huecos y el ITO, con la consiguiente mejora de la estabilidad del dispositivo18. Los OLEDs de pequeña molécula más recientes utilizan capas de inyección de huecos poliméricas tipo ftalocianinas.

(b) resolver los problemas de estabilidad de algunos materiales de transporte de huecos las capas de materiales formadores de vidrios cristalizan fácilmente a temperaturas de transición vítrea bajas, lo que hace rugosa la capa y da lugar a desprendimientos del contacto superior mediante el desarrollo de moléculas con aspecto estrellado (las llamadas starbursts) que forman capas vítreas muy lisas).

(c) controlar la preparación del ánodo de ITO. Es bien conocido que la preparación del ITO puede cambiar considerablemente tanto su función de trabajo como la rugosidad de su superficie. Sin embargo, el ITO sigue siendo la opción más común por su disponibilidad (debido a su uso a gran escala en la industria de cristal líquido), su alta transmisividad (>90% para 550 nm) y baja resistividad. Hasta la fecha, ningún otro material ha sido capaz de combinar estas propiedades mejor que el ITO.

Respecto al segundo objetivo, para la mejora de la eficiencia ha resultado más exitoso el uso de dopantes emisores. En este caso, una molécula orgánica que muestra excelentes propiedades de fotoluminiscencia en solución se mezcla en una pequeña proporción de aproximadamente un 1% en peso en una capa de transporte del OLED.

El tercer objetivo a conseguir es la mejora de la inyección de electrones en las capas orgánicas, en aspectos de eficiencia y equilibrio. Puesto que la utilización inicial de metales con funciones de trabajo bajas, como magnesio o cesio, condujo a diodos inestables en condiciones ambientales, se aconsejó su sustitución por aluminio (Al) o aleaciones de plata y magnesio (Mg:Ag) como materiales para el cátodo.

Desafortunadamente, la inyección de electrones no resultó eficiente (sobre todo en el caso del aluminio) y el dispositivo OLED sufría de densidades de electrones y huecos no equilibradas en la zona de emisión, por lo que se hizo necesario introducir una fina capa aislante (preferiblemente de Al2O3) entre la capa de transporte de electrones y el cátodo.

Recientemente, la utilización de fluoruro de litio (LiF) como intercalador ha conducido a efectos más pronunciados en el voltaje de operación y en la eficiencia del OLED.

Un reciente e importante desarrollo de los OLEDs son los White OLEDs, diodos orgánicos que emiten luz blanca más brillante, más uniforme y más eficiente que la emitida por luces fluorescentes, pero con la ventaja de presentar las excelentes cualidades de color verdadero de las luces incandescentes. Como los White OLEDs pueden ser producidos en grandes láminas, podrían reemplazar en un futuro próximo las luces fluorescentes que son usadas, en la actualidad, en casas y edificios.

En la actualidad existen investigaciones en la Universidad de Cornell para desarrollar una nueva versión del LED orgánico que no sólo emita luz, sino que también recoja la energía solar para producir electricidad. De momento no hay ninguna fecha para su comercialización, pero ya se está hablando de cómo hacerlo para su fabricación masiva.

Con esta tecnología se podrían construir todo tipo de pequeños aparatos eléctricos que mediante su propia pantalla se podrían autoabastecer de energía.

1.5 TIPOS DE OLED

Existen muchas tecnologías OLED diferentes, tantas como sistemas han sido desarrollados para contener y mantener la capa electroluminiscente, así como según el tipo de componentes orgánicos utilizados:

OLED TRANSPARENTE (TOLED)

OLED MALEABLE

OLED BLANCO

SM-OLED

PLED

SOLED

Aparte de las tecnologías anteriores, las pantallas OLED se activan a través de un método de conducción de la corriente por matriz que puede tener dos esquemas diferentes y da lugar a las tecnologías PMOLED y AMOLED.

OLED PASIVO DE MATRIZ (PMOLED).

OLED ACTIVO DE MATRIZ (AMOLED).

1.5.1 OLED PASIVO DE MATRIZ (PMOLED)

PMOLEDs tienen tiras de cátodo, capas orgánicas y las tiras de ánodo. Las tiras del ánodo están dispuestas perpendicularmente a las tiras de cátodo. Las intersecciones del cátodo y el ánodo forman los píxeles donde la luz es emitida. Circuitos externos se aplica actualmente a las bandas seleccionadas de ánodo y el cátodo, determinando qué píxeles se excitan y que permanecerá apagado píxeles. De nuevo, el brillo de cada píxel es proporcional a la cantidad de corriente aplicada.

PMOLEDs son fáciles de hacer,