Bilim insanları mikroçipler gibi fotolitografi kullanarak OLED ekranlar üretmeyi öğrendi

İsviçre'deki ETH Zurich üniversitesinden bilim insanları, modern mikroçiplerin üretiminde yaygın olarak kullanılan fotolitografi teknolojisiyle uyumlu yeni nesil organik ışık yayan malzemeler geliştirdiler. Ixbt.com'a göre bu buluş, gelecekte artırılmış gerçeklik gözlükleri, kamera vizörleri, sensörler ve tıbbi cihazlar için ultra küçük boyutlu ve yüksek çözünürlüklü OLED ekranların üretim sürecini önemli ölçüde basitleştirebilir. Bu konuda Ixbt.com haber veriyor.

OLED teknolojisi küçültme için oldukça uygundur, çünkü organik malzemeleri çok küçük boyutlu ışık elemanlarında bile yüksek parlaklığı korur. Ancak, mikroskobik piksel elemanlarını yüksek hassasiyetle üretmek hala karmaşık bir görev olmaya devam ediyor. Standart fotolitografi yöntemi bu amaç için pek uygun değildir, çünkü işlem sırasında kullanılan çözücüler ve diğer kimyasallar hassas organik bileşenlere zarar verebilir.

Yeni malzeme ve çalışma prensibi

Bu sorunu çözmek için ETH Zurich araştırmacıları, hem fotorezist hem de ışık yayan eleman işlevlerini yerine getirebilen ve fotolitografinin kimyasal süreçlerine dayanabilen bir malzeme önerdiler. Bu malzeme, dış etkilerden korunan ışık yayan bir molekülün iç kısımda yer aldığı ve yüzeyinde reaksiyona girebilen grupların bulunduğu bir «çekirdek-kabuk» yapısına sahiptir.

Ultraviyole ışınım sonrasında bu gruplar çapraz bağlar oluşturur ve ışınlanan kısımlar çözünmez hale gelir. Sonuç olarak, ışık yayan malzemeden, yarı iletken üretiminde kullanılan yönteme benzer şekilde mikroskobik yapılar oluşturma imkanı doğar.

Deneysel sonuçlar ve beklentiler

Bilim insanları, teknolojilerinin yeteneklerini sadece 300 × 430 mkm boyutundaki çok renkli floresan papağan görseli ile sergilediler. Bu görsel 250 × 350 pikselden, yani 87.500 ayrı noktadan oluşuyor. Araştırmacılar, bu görselin fotolitografi ile oluşturulan çok renkli floresan görüntüler arasında en yüksek çözünürlüğe sahip olduğunu belirtiyorlar.

Buna rağmen, bu örnek henüz tam teşekküllü bir ekran sayılmaz, çünkü pikselleri elektrik sinyali verildiğinde görüntüyü kendi kendine oluşturmuyor, dış ışık etkisiyle parlıyor. Bununla birlikte uzmanlar, geliştirilen malzemenin elektrolüminesans modunda da çalışabildiğini gösterdiler. Bunun için organik ışık yayan diyotlar temelinde 1 × 2,4 mm boyutunda ETH ışık yayan logosunu oluşturdular.

Teknolojiyi tam teşekküllü ekranlara uygulamak için bir sonraki aşamada, ışık elemanlarının boyutlarını daha da küçültmek ve ayrı mikroskobik pikselleri bağımsız olarak kontrol edebilen elektronik devreler oluşturmak gerekiyor. Bu görevler çözüldüğünde pratik uygulaması mümkün olacaktır.

Bu çalışmanın uygulama alanının sadece ekranlarla sınırlı olmadığı belirtiliyor. Kontrol edilebilir mikroskobik ışık kaynakları; biyolojik ve tıbbi araştırmalar, mikroskopi ve sensörler için doğrudan çipin üzerine yerleştirilebilir. Örneğin, bu tür elemanlar tekil hücreleri aydınlatmak veya sinir hücrelerini ışık yardımıyla uyarmak amacıyla kullanılabilir.