Ученые научились создавать ОЛЭД-экраны с помощью фотолитографии, как микросхемы

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Зурич) разработали новый тип органических светоизлучающих материалов, совместимых с технологией фотолитографии, широко используемой в производстве современных микросхем. По данным Иксбт.ком, это открытие может значительно упростить процесс создания сверхмалых ОЛЭД-дисплеев высокого разрешения для очков дополненной реальности, визоров камер, датчиков и медицинского оборудования в будущем. Об этом сообщает Иксбт.ком.

Технология OLED отлично подходит для миниатюризации, так как ее органические материалы сохраняют высокую яркость даже в светоизлучающих элементах очень малого размера. Однако создание микроскопических пиксельных элементов с высокой точностью остается сложной задачей. Стандартный метод фотолитографии не совсем подходит для этой цели, так как растворители и другие химические вещества, используемые в процессе обработки, могут повредить хрупкие органические компоненты.

Новый материал и принцип его работы

Для решения этой проблемы исследователи из ETH Зурич предложили материал, который одновременно выполняет функции фоторезиста и светоизлучающего элемента, а также способен выдерживать химические процессы фотолитографии. Этот материал имеет структуру «ядро-оболочка», где во внутренней части находится защищенная от внешних воздействий светоизлучающая молекула, а на поверхности присутствуют реакционноспособные группы.

После воздействия ультрафиолетового излучения эти группы образуют связи, и облученные участки переходят в нерастворимое состояние. В результате появляется возможность формировать микроскопические структуры из светоизлучающего материала по аналогии с методом, используемым при производстве полупроводников.

Экспериментальные результаты и перспективы

Ученые продемонстрировали возможности своей технологии на примере многоцветного флуоресцентного изображения попугая размером всего 300 × 430 мкм. Оно состоит из 250 × 350 пикселей, то есть из 87 500 отдельных точек. Исследователи отмечают, что это изображение обладает самым высоким разрешением среди многоцветных флуоресцентных изображений, созданных с помощью фотолитографии.

Тем не менее, данный образец пока не является полноценным дисплеем, так как его пиксели не формируют изображение самостоятельно при подаче электрического сигнала, а светятся под воздействием внешнего освещения. В то же время специалисты показали, что разработанный материал может работать и в режиме электролюминесценции. Для этого они создали светоизлучающий логотип ETH размером 1 × 2,4 мм на основе органических светодиодов.

Для внедрения технологии в полноценные дисплеи на следующем этапе потребуется дальнейшая миниатюризация размеров светоизлучающих элементов, а также создание электроники, способной независимо управлять отдельными микроскопическими пикселями. Только после решения этих задач технология станет пригодной для практического применения.

Отмечается, что сфера применения этой разработки не ограничивается только экранами. Управляемые микроскопические источники света можно интегрировать непосредственно в сам чип для биологических и медицинских исследований, микроскопии и сенсоров. Например, такие элементы могут быть использованы для освещения отдельных клеток или воздействия на нервные клетки с помощью света.