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德國與中國科研團隊開發MicroOLED顯示器:分辨率超過20K PPI

2024-08-14科學

MicroOLED 技術正以前所未有的速度迅猛發展,一項由德國明斯特大學與中國蘇州大學聯合開展的突破性研究顯示,科研團隊已成功研發出分辨率超越 20K PPI(每英寸像素點數)的顯示器。

研究團隊深入剖析了技術實作的奧秘:「借助先進的光刻技術,針對無機半導體如矽材料,我們能夠精準地將器件尺寸縮小至接近 1 納米級別,從而在區區一平方毫米的面積內驚人地整合高達 2 億個晶體管。然而,面對有機材料時,紫外線和溶劑的侵蝕成為光刻技術直接套用的巨大障礙。」

面對挑戰,該團隊采用了「先圖案化表面,後生長圖案」的巧妙策略,成功繞開了傳統限制。

這一過程首先在襯底表面透過光刻技術繪制精細圖案,隨後引入有機半導體分子,讓它們在這些預設的圖案上自然擴散並選擇性生長,從而實作了在襯底上直接形成高分辨率圖案及器件的制造。這一策略不僅保留了光刻技術的高精度,還巧妙避免了對有機材料的潛在損害。

最終,團隊成功地將 MicroOLED 的分辨率提升至 20K PPI 以上,完全滿足並超越了下一代顯視器的嚴苛要求。然而,他們也坦誠地指出了當前技術的局限性,尤其是在器件效能上,相較於傳統自上而下制造的器件仍有一定差距。

這主要歸咎於較為簡單的雙層 OLED 結構設計以及Au電極與有機半導體能階不匹配導致的載流子註入效率問題。此外,對於可穿戴器材而言,器件在動態使用中的應變耐受性也是亟待解決的問題。

盡管面臨諸多挑戰,研究團隊堅信「圖案生長」策略作為一種大面積、高效生成高分辨率圖案的通用方法,在光刻相容的有機半導體器件處理平台上展現出巨大潛力。他們表示,未來需集中力量攻克產量、均勻性和成本控制等難題,尤其是在放大生產規模時。同時,團隊對於未來充滿信心,預計這一創新戰略將引領超高分辨率有機半導體器件領域的新一輪革命。

研究人員表示:「我們的方法不僅保護了有機半導體免受光刻過程的傷害,還極大地提升了表面工程和器材分辨率。隨著可穿戴電子產品向多功能一體化方向發展,我們的努力將助力構建集資訊收集、傳輸、處理、儲存與顯示於一體的綜合系統。與業界夥伴攜手並進,我們正朝著更加先進、緊湊的器材目標不懈奮鬥。」