Pieniä OLED-pikseleitä voidaan valmistaa kuten mikrosiruja

Näytöt pienenevät ja terävöityvät jatkuvasti. Tämä näkyy esimerkiksi lisätyn todellisuuden laseissa tai kameroiden elektronisissa etsimissä, joista joidenkin näytön lävistäjä on alle senttimetri.

Mitä pienempiä näytön pikselit ovat, sitä vaikeampaa niitä on valmistaa. Orgaaniset valoa emittoivat diodit (OLED) ovat lupaavia vaihtoehtoja erityisesti pienten pikselien valmistuksessa. Toisin kuin perinteiset valoa emittoivat diodit, ne eivät ole valmistettu kiteistä, vaan hiilipohjaisista yhdisteistä.

Tähän asti orgaaniset valoa emittoivat materiaalit eivät ole soveltuneet puolijohdeteollisuudessa käytettyihin tarkkuusvalmistusmenetelmiin. Teollisuudessa käytettävä fotolitografia sisältää liuottimia ja muita kemikaaleja, jotka hyökkäävät kemiallisesti orgaanisten molekyylien kimppuun ja hajottavat niitä.

ETH Zürichin tutkijat ovat nyt onnistuneet valmistamaan fotolitografiaan sopivia orgaanisia luminoivia molekyylejä: he ovat tuottaneet erivärisiä luminoivia polymeerejä, jotka toimivat fotoresisteinä ja kestävät ankaria kemiallisia olosuhteita.

ETH:n professori Chih-Jen Shih toteaa, että menettely mahdollistaa fotoresistin reagoinnin litografian aikana aiheuttamatta merkittävää vahinkoa valoa emittoivalle ytimelle.”

Tutkijat osoittivat tarkan testikuvan avulla, kuinka tarkasti erivärisiä luminoivia materiaaleja voidaan kuvioida tällä menetelmällä: he tuottivat kuvan arapapukaijasta, jonka mitat ovat 300 x 430 mikrometriä ja joka koostuu 250 x 350 pikselistä. Tämä on staattinen kuva, joka koostuu fluoresoivista väreistä – toisin sanoen se ei ole vielä näyttö.

Tutkijat osoittivat myös, että menetelmää voidaan käyttää sähköisesti ohjattujen valodiodien tuottamiseen toisella testikuvalla: hehkuvan ETH-logon, jonka mitat ovat 1 x 2,4 millimetriä.

Seuraavaksi tutkijat pyrkivät pienentämään valodiodien pikselikokoa entisestään. Toimivan näytön tuottamiseksi tarvitaan edelleen elektroniikkaa, jonka avulla yksittäisiä pikseleitä voidaan ohjata toisistaan riippumatta.

Shih näkee potentiaalisia sovelluksia paitsi pienissä näytöissä, myös pienissä valonlähteissä lääketieteellisessä teknologiassa sekä biologisen ja neurotieteellisen tutkimuksen laitteissa. "Voimme käyttää tätä valon tuottamiseen pienessä mittakaavassa ja suurella tarkkuudella juuri siellä, missä sitä tarvitaan", toteaa Shih.

Tällä uudella lähestymistavalla voitaisiin tuottaa erittäin pieniä ja tarkasti ohjattavia valonlähteitä suoraan mikrosiruille, ja ne voisivat olla hyödyllisiä myös mikroskopiassa ja antureissa.

Aiheesta aiemmin:

Valon aaltoja pienimpiä valodiodeja

Maailman pienin pikseli

Hienosäätöä tulevien OLED-näyttöjen perusteisiin