Стремительное развитие электронной промышленности открывает новые возможности для разработки все более совершенных компонентов устройств, включая дисплеи. Многие из наиболее широко используемых и высокопроизводительных дисплеев, разработанных на сегодняшний день, основаны на органических светодиодах (OLED), устройствах на основе органических материалов, которые излучают свет при подаче на них электрического тока.

По сравнению с обычными дисплеями на основе жидких кристаллов, дисплеи на основе OLED не требуют подсветки и, таким образом, могут потреблять значительно меньше энергии. Несмотря на свою энергоэффективность, было обнаружено, что производительность OLED с точки зрения качества изображения и цветопередачи снижается по мере увеличения плотности пикселей из-за нежелательных взаимодействий между соседними пикселями, называемых электрическими перекрестными помехами.

Инженеры-электронщики разработали различные стратегии для преодоления этого ограничения, большинство из которых подразумевают увеличение толщины компонента OLED, известного как слой переноса отверстий (HTL), который облегчает перемещение отверстий в устройствах. Однако эти стратегии могут поставить под угрозу энергоэффективность дисплея из-за увеличения управляющих напряжений устройств.

Исследователи из Университета Ханьян, Университета Ёнсе и Университета Соган в Южной Корее недавно представили альтернативный подход к снижению электрических перекрестных помех между пикселями, что, в свою очередь, может повысить производительность и эффективность OLED-дисплеев.

Предлагаемое ими решение, представленное в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics , предполагает использование интегрированного в кремний слоя переноса малых молекулярных отверстий (SI-HTL), сформированного с помощью микролитографии — хорошо зарекомендовавшей себя технологии точного структурирования материалов в микроскопическом масштабе.

«Для разработки устройств виртуальной и дополненной реальности требуются дисплеи высокой плотности», — пишут в своей статье Хёкмин Квон, Сонквон Ким и их коллеги. «Однако увеличение разрешения пикселей может привести к более высоким электрическим перекрестным помехам пикселей, в первую очередь из-за общего слоя переноса дырок. Мы показываем, что интегрированный в кремний слой переноса дырок малых молекул может быть сформирован в масштабе пластины с помощью микролитографии для смягчения электрических перекрестных помех пикселей».

Используя микролитографию, исследователи создали слой SI-HTL и интегрировали его в OLED. Затем они создали микрошаблонированные OLED-матрицы и проверили их производительность в серии тестов.

Примечательно, что они обнаружили, что созданный ими слой переноса дырок продемонстрировал улучшенную производительность. Было обнаружено, что созданный ими прототип дисплея обеспечивает замечательное разрешение пикселей, сохраняя при этом хорошую энергоэффективность.

«Благодаря такому подходу мы создаем массивы микрошаблонов высокой точности с разрешением до 10 062 пикселей на дюйм на шестидюймовой пластине», — пишут Квеон, Ким и их коллеги. «Слои транспорта малых молекул дырок, интегрированные в кремний, могут эффективно модулировать баланс заряда в эмиссионных слоях, улучшая характеристики яркости органических светодиодов».

«Мы также показываем, что органические светодиоды, интегрированные с микроструктурированными слоями переноса малых молекул дырок, интегрированными в кремний, имеют сниженные электрические перекрестные помехи пикселей по сравнению с органическими светодиодами с типичным слоем переноса дырок».

Это недавнее исследование Квеона, Кима и их коллег открывает новые возможности для разработки OLED-дисплеев высокой четкости, которые также демонстрируют отличную энергоэффективность. Эти дисплеи могут быть интегрированы в широкий спектр электронных устройств, включая гарнитуры виртуальной реальности (VR) или дополненной реальности (AR), умные очки , носимые технологии, смартфоны и многие другие электронные устройства.