一種用于硅基板上OLED的新型微圖案化方法

OLED微顯示器越來越多地建立在消費者可穿戴的可穿戴設(shè)備和數(shù)據(jù)眼鏡中。為了滿足這些應(yīng)用中更高效率，更高對比度和更高分辨率的要求，F(xiàn)raunhofer FEP科學(xué)家開發(fā)了一種用于硅基板上OLED的新型微圖案化方法。這可能會在將來消除使用彩色濾光片和陰影掩模，并允許通過新工藝開發(fā)全彩色顯示器。在第一次實驗中已經(jīng)證明了效率的提高和相當(dāng)寬的色域。

在弗勞恩霍夫FEP潔凈室中帶有圖案化OLED的探針臺（致辭：?Fraunhofer FEP）

普通的智能手機(jī)用戶每天看一次顯示器大約88次，不包括查看較小的智能手表或其他顯示器。各種各樣的展示已經(jīng)無處不在，很快就會在日常生活中無法替代。

如果您將注意力轉(zhuǎn)向OLED微型顯示器的世界，您將很快發(fā)現(xiàn)自己沉浸在當(dāng)前和未來虛擬現(xiàn)實（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）應(yīng)用的數(shù)據(jù)眼鏡中，其核心是微顯示器。自從PokémonGo狂熱以來，每個人都知道AR意味著什么 - 額外的互動信息正在融入現(xiàn)實世界。除了工業(yè)用于生產(chǎn)4.0計劃和產(chǎn)品外，其在醫(yī)療技術(shù)和電子娛樂，AR和VR應(yīng)用中的應(yīng)用也已在廣告和教育部門建立多年。博物館中龐大的音頻指南的日子很快就會結(jié)束。而且不僅僅是平板電腦和智能手機(jī)等先前解決方案的結(jié)果。

由于OLED的自發(fā)光特性和優(yōu)異的對比度導(dǎo)致的淺的整體深度，制造商越來越多地轉(zhuǎn)向用于AR / VR眼鏡的OLED微顯示器。Fraunhofer FEP多年來一直致力于該技術(shù)的先進(jìn)開發(fā)。然而，為了充分利用OLED技術(shù)用于消費者就緒數(shù)據(jù)眼鏡和其他AR / VR應(yīng)用，仍然需要掌握一些技術(shù)挑戰(zhàn)。非常高的亮度和效率，大芯片區(qū)域，曲面，集成眼睛跟蹤和透明基板的良好產(chǎn)量是研究人員議程上的一些任務(wù)。

目前，OLED技術(shù)面臨著全彩顯示器只能通過使用濾色器或陰影掩模來實現(xiàn)的障礙，這限制了OLED的效率和分辨率。研究人員正致力于制造以高分辨率為特征的微型顯示器的新方法，同時提供高效率和長使用壽命。OLED的有機(jī)層的圖案化是最大的挑戰(zhàn)之一，因為諸如光刻的傳統(tǒng)方法不能與有機(jī)半導(dǎo)體材料一起使用。兩年前，F(xiàn)raunhofer FEP成功地證明了使用電子束技術(shù)進(jìn)行微結(jié)構(gòu)化。使用其專利工藝，

電子束工藝的進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了全色OLED而不使用濾色器或陰影掩模。為了產(chǎn)生紅色，綠色和藍(lán)色像素，OLED本身的有機(jī)層通過熱電子束工藝燒蝕。這種圖案化導(dǎo)致層堆疊厚度的改變，這使得可以發(fā)射不同顏色。這是在不使用限制性濾色器的情況下開發(fā)全色顯示器的第一個重要步驟。Fraunhofer FEP項目團(tuán)隊的開發(fā)人員Elisabeth Bodenstein解釋了這些優(yōu)勢：“通過我們的電子束工藝，即使是這些敏感的有機(jī)材料也可以進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)而不會損壞下層?！?/p>

通過模擬和初步估計由電子束產(chǎn)生的HTL（空穴傳輸層）厚度獲得結(jié)果。研究人員實際上實現(xiàn)了白色OLED的紅色，綠色和藍(lán)色發(fā)射的去耦。根據(jù)Fraunhofer FEP的概念證明，這些顏色在第一個測試基板上得到了驗證，表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)腛LED性能。

除了將這種新工藝用于OLED之外，電子束處理還可用于有機(jī)電子和無機(jī)層中的其他應(yīng)用。此外，電子束圖案化工藝非常適用，并且還可以用于光伏，MEMS和薄膜技術(shù)領(lǐng)域。

現(xiàn)在，弗勞恩霍夫FEP科學(xué)家正在接近下一個里程碑，完成了有希望的準(zhǔn)備工作。未來幾年的主要目標(biāo)是利用這種新方法與合作伙伴共同開發(fā)OLED微顯示器的制造，并通過許可證在行業(yè)中建立。為此，通過與業(yè)界感興趣的合作伙伴合作，這些功能將進(jìn)一步小型化并優(yōu)化流程。計劃的下一步是將微圖案整合到現(xiàn)有流程中，以便與工業(yè)合作伙伴共同獲得進(jìn)一步的專業(yè)知識。這將使得將來可以將測試結(jié)果轉(zhuǎn)移到現(xiàn)有的生產(chǎn)線中，以便在以后促進(jìn)在工業(yè)層面建立技術(shù)。

與此同時，科學(xué)家們還計劃對OLED進(jìn)行增強(qiáng)仿真。通過適當(dāng)?shù)馗淖儾牧虾蛯雍穸?，可以拓寬OLED色譜。通過這種方式，應(yīng)該利用新工藝開辟用于特殊應(yīng)用（例如工業(yè)制造和醫(yī)藥）的數(shù)據(jù)眼鏡中的顯示器的預(yù)期結(jié)合