Las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) son más eficientes en cuanto a energía y proporcionan una mejor imagen que las pantallas de cristal líquido (LCD), aunque no han ganado mucha cuota de mercado debido a que son mucho más caras. Por ejemplo, una televisión OLED vendida recientemente por LG en Corea del Sur cuesta más de 2.500 dólares.

Una startup en Menlo Park, California, espera poder bajar el coste de estas pantallas de alto rendimiento mediante la fabricación de equipamiento para imprimirlas a gran escala. Kateeva está probando un prototipo de impresora OLED de gran área que enviará a los fabricantes de pantallas para que también la prueben el año próximo. Según la compañía, su equipamiento puede utilizarse para imprimir pantallas OLED por un 60 por ciento del coste de las de LCD.

Las pantallas OLED se encuentran hoy día en algunos productos capaces de tomar partido de la calidad de imagen, como por ejemplo las televisiones planas de 11 pulgadas y alta gama de Sony. Algunos dispositivos portátiles, incluyendo el teléfono Nexus One de Google, también usan OLEDs debido a que el bajo consumo relativo de las pantallas hacen que la vida de la batería sea mayor.

Todas las pantallas OLED del mercado están fabricadas utilizando una técnica de alto coste y pequeña escala llamada evaporación de máscara de sombra para colocar las moléculas orgánicas emisoras de luz que conforman los píxeles. Las distintas compañías han estado buscando alternativas que sean compatibles con la manufactura a gran escala, tales como la impresión por inyección de tinta, pero todos los procesos acaban comprometiendo el rendimiento y el ciclo vital de la pantalla. La técnica de Kateeva combina características de la impresión de máscara de sombra y la impresión por inyección de tinta para crear píxeles de OLEDs de alta calidad sobre un área de gran tamaño. La compañía tiene previsto vender equipamiento de impresión y tintas OLED hechas de pequeñas moléculas emisoras de luz.

Desde un punto de vista tecnológico, “los OLEDs tienen ventajas” sobre las pantallas de cristal líquido, afirma Vladimir Bulovic, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias informáticas en MIT, así como consejero científico de Kateeva. Las LCDs utilizan una matriz de cristales líquidos para filtrar la luz desde una luz de fondo blanca. Tienen una proporción de contraste relativamente baja—hacer que un píxel sea verdaderamente negro es imposible puesto que siempre se filtra algo de luz.

Las pantallas de OLED están hechas de capas de moléculas orgánicas colocadas entre dos electrodos. Las moléculas orgánicas de cada píxel emiten luz cuando son estimuladas eléctricamente. Puesto que los píxeles en un OLED producen su propia luz y esa luz se puede apagar, en consecuencia producen una mejor imagen, y utilizan menos energía. En el laboratorio, los OLEDs utilizan un 30 por ciento de la potencia que utilizan las LCDs más modernas.

El problema de las pantallas de OLEDs viene dado por su manufactura. Las LCDs llevan con nosotros desde los años 70, y los procesos de manufactura se han adaptado para hacer que resulten baratas a gran escala. Las LCDs se fabrican sobre áreas muy grandes, hasta alrededor de los nueve metros cuadrados, y después de cortan en pantallas individuales, lo que hace que los costes se mantengan bajos. Si se usa el tipo de impresión de máscara de sombra estándar dentro de la industria para fabricar pantallas de OLEDs, afirma Conor Madigan, director general y cofundador de Kateeva, “resulta muy difícil alcanzar medidas mayores a los 0,6 por 0,7 metros.”

Para fabricar una pantalla utilizando las técnicas de hoy día, en primer lugar se cubre una matriz de transistores, llamada placa posterior, con una plantilla llamada máscara de sombra, que posee unos pequeños agujeros en el lugar donde estarán los píxeles. La placa posterior después se coloca en una cámara de alto vacío con un crisol lleno de las moléculas orgánicas emisoras de luz en forma de polvo. Este proceso se repite para cada una de las moléculas rojas, azules y verdes que componen los píxeles de la pantalla. Al subir la temperatura, las moléculas orgánicas se subliman en un gas y cubren todas las superficies dentro de la cámara. La dificultad de alinear la plantilla limita el área de píxeles OLED que se puede fabricar de una vez. Los problemas de obstrucción limitan cómo de pequeños pueden ser los píxeles; y a cambio, la resolución de las pantallas resultantes se ve también limitada.

Convertir las moléculas en tinta e imprimirlas con inyección de tinta también tiene limitaciones, afirma Madigan, puesto que, por ejemplo, un punto azul ya impreso se disolvería con los disolventes de un punto rojo impreso después, dando como resultado un píxel deformado.

El equipamiento de Kateeva utiliza una boquilla de impresión desarrollada por vez primera por el grupo de Bulovic en MIT para depositar píxeles de OLED sobre placas posteriores. La boquilla de Kateeva tiene dos partes depositadas una encima de la otra. La primera es una cabeza de impresión parecida a las de inyección de tinta que dispensa tinta de OLEDs sobre los poros de una de inyección termal por debajo de ella. El componente de inyección termal es un chip de silicio lleno de agujeros que absorben la tinta como si fueran una esponja. Un elemento de calentamiento metálico alrededor de los poros genera el suficiente calor como para evaporar los disolventes de la tinta, dejando atrás sólo las moléculas orgánicas. Una segunda carga de calor convierte los componentes químicos en gas para depositarlos sobre la superficie.

La compañía está poniendo a prueba un prototipo de máquina de impresión capaz de fabricar pantallas sobre un área de 1,8 por 1,5 metros—menor que el estándar de la industria para las pantallas de LCD, pero más grande de lo que en la actualidad se usa para las pantallas de OLEDs. Con este tamaño, afirma Madigan, “podemos empezar a ver un rendimiento económico ligado a la escala.” Madigan afirma que Kateeva está en conversaciones con los principales fabricantes de pantallas, que pondrán a prueba el equipamiento de la compañía, así como sus tintas, en 2011.