Gjennombrudd for OLED mikroskjermer - Elektronikknett
Fraunhofer_OLED
Test-OLED på silisiumsubstrat som er mønstret med elektronstrålebehandling. Foto: Fraunhofer FEP

Gjennombrudd for OLED mikroskjermer

OLED mikroskjermer finnes i stadig flere forbruksutstyr og datamaskiner. For å møte kravene til høyere effektivitet, -kontrast og -oppløsning i disse anvendelsene har Fraunhofer FEP-forskere utviklet en ny mikromønstermetode for OLED på silisiumsubstrater.

Metoden kan eliminere bruken av fargefiltre og skyggemasker i fremtiden, og tillate at fargeskjermene blir utviklet ved hjelp av en ny prosess. En økning i effektivitet og betydelig bredere fargegruppe har allerede blitt demonstrert i første forsøk.

Den gjennomsnittlige smarttelefonbrukeren ser på en skjerm om lag 88 ganger om dagen. Da er ikke mindre smartklokker eller andre skjermer inkludert. Skjermer av alle slag har blitt allestedsnærværende og vil snart bli uerstattelig i hverdagen.

Ser man på OLED mikroskjermer, finner du databriller for nåværende og fremtidige applikasjoneer for virtuell (VR)- og utvidet virkelighet (AR), der kjernen er mikroskjermen. Etter Pokémon Go har de fleste en idé om hva AR betyr – der interaktiv informasjon blir sammenvevd i den virkelige verden. I tillegg til industriell bruk i Industri 4.0-programmer og produkter, bruk i medisinsk teknologi og underholdning, er AR og VR-applikasjoner også vært brukt i flere år i reklame og utdanningssektoren.

På grunn av den lave dybden som skyldes OLEDs selvlysende egenskaper og gode kontrastforhold, ser produsentene i stadig større grad på OLED mikroskjermer for AR/VR-briller. Fraunhofer FEP har arbeidet med denne teknologien i flere år. Likevel er det fortsatt noen teknologiske utfordringer som må takles for å utnytte OLED-teknologiens fulle potensial til bruk i databriller og andre AR/VR-applikasjoner. Høy lysstyrke og effektivitet, god utnyttelse av store brikkearealer, buede overflater, integrert øyesporing og gjennomsiktige substrater er noen av oppgavene som fortsatt er på forskernes agenda.

I øyeblikket står OLED-teknologien overfor hindringer som at fullfarge-skjermer kun kan realiseres ved å bruke fargefiltre eller skyggemasker, noe som begrenser effektivitet og oppløsning. Å legge mønster på de organiske lagene av OLED er en av de største utfordringene, siden konvensjonelle metoder som fotolitografi ikke kan benyttes på organiske halvledermaterialer. Derimot ble bruk av elektronstråleteknologi for mikrostrukturer vellykket demonstrert av Fraunhofer FEP for to år siden. Ved hjelp av sin patenterte prosess, var FEP i stand til å modifisere lys fra en OLED gjennom det eksisterende innkapslingslaget for å skape en hvilken som helst funksjon, og til og med produsere høyoppløselige gråtonebilder.

Videreutvikling av elektronstråleprosessen har gitt fullfargede OLED uten å bruke fargefiltre eller skyggemasker. For å lage røde, grønne og blå piksler, blir et organisk lag i selve OLEDen laget av en termisk elektronstråleprosess. Dette mønsteret fører til en endring i tykkelsen av lagstakken, noe som gjør det mulig å slippet ut forskjellige farger. Dette er det første store skrittet mot utvikling av fullfargedisplayer uten bruk av restriktive fargefiltre i prosessen. I følge prosjektteamet har elektronstråleprosessen gjort det mulig å strukturere disse følsomme organiske materialene termisk uten å skade det underliggende laget.

Resultatene ble oppnådd ved først å estimere og så simulere HTL (hulltransportlag)-tykkelser som produseres av elektronstrålen. Forskerne klarte å frakoble av rød, grønn og blå stråling fra hvit OLED. Etter konseptbeviset hos Fraunhofer FEP ble disse fargene vist på de første testsubstratene, som demonstrerte sammenlignbar OLED-ytelse.

I tillegg til å bruke den nye prosessen for OLED, kan elektronstrålebehandling også brukes til andre anvendelser i organisk elektronikk og i uorganiske lag. Videre er elektronstråle-mønsterprosessen meget tilpasningsdyktig og kan også brukes innen fotovoltaikk, MEMS og tynnfilmsteknologi.

Kommentarer