Фотолитография позволила производить OLED-экраны по аналогии с микросхемами

Специалисты Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали принципиально новое поколение органических люминесцентных соединений, совместимых с фотолитографическими процессами, которые лежат в основе выпуска современных полупроводниковых чипов. Данное достижение способно кардинально упростить выпуск ультракомпактных OLED-экранов сверхвысокого разрешения, предназначенных для очков дополненной реальности, видоискателей фотоаппаратов, измерительных датчиков и медицинских приборов.

Технология OLED отлично подходит для масштабирования вниз, поскольку органика сохраняет превосходную яркость свечения даже при минимальных габаритах элементов. Тем не менее, прецизионное изготовление микропикселей по-прежнему сопряжено с серьезными трудностями. Классическая фотолитография здесь применима с трудом, так как агрессивные растворители и химикаты, задействованные в обработке, разрушают уязвимую органическую структуру OLED.

Инженеры из Цюриха предложили инновационный состав, совмещающий роли светоизлучающего элемента и фоторезиста, способный без повреждений переносить все этапы литографии. Субстанция обладает архитектурой «ядро — оболочка»: светогенерирующая молекула надежно изолирована внутри, тогда как внешняя оболочка усеяна реактивными функциональными группами.

Под воздействием ультрафиолетового излучения данные группы формируют прочные сшивки, делая засвеченные зоны нерастворимыми. Это позволяет вытравливать микроскопические узоры из люминесцентного материала методами, привычными для микроэлектронной промышленности.

Эффективность метода была продемонстрирована на примере цветной флуоресцентной картинки с изображением попугая, занимающей площадь всего 300 × 430 микрометров. Полотно насчитывает 250 × 350 пикселей, что в сумме составляет 87 500 обособленных точек. По заверениям создателей, это рекордный показатель детализации среди многоцветных флуоресцентных матриц, полученных фотолитографическим путем.

Тем не менее, данный прототип пока не является полноценным экраном. Его пиксели не способны генерировать картинку автономно при подаче тока, а свечение активируется внешним источником света.

Параллельно специалисты доказали, что созданный материал способен функционировать в режиме электролюминесценции. В подтверждение они сконструировали светящуюся эмблему ETH габаритами 1 × 2,4 мм на базе органических светодиодов.

Следующим шагом станет дальнейшая миниатюризация элементов и проектирование управляющей электроники, способной адресно воздействовать на каждый крошечный пиксель. Лишь после преодоления этих барьеров технологию можно будет внедрять в коммерческое производство дисплеев.

Область применения разработки выходит далеко за рамки экранов. Управляемые микроисточники света можно интегрировать прямо в кремниевые чипы для биомедицинских изысканий, оптической микроскопии и сенсорики. В частности, подобные матрицы найдут применение для точечного облучения биологических образцов или стимуляции нервных волокон.

Источник: iXBT