Giriş: Esnek Sembol Devrimi

Esnek organik ışık-ilaç (OLED) ekranları, görüntü kalitesi olmadan değişkenliğe sahip olan tüm yüzeylere güvenerek taşındı.Bugün, ince kenarlar, katlanabilir tabletler ve daha dayanıklı ekranlar için tüketici talebi ile donatılmış, bu dönüşümlerin kalbindeki tüm üreticilere, plastik substratlar için yüksek çözünürlükte ve düşük maliyetli olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve daha dayanıklı olan bazı iyileştirmeler için izin veren bir dizi ilerlemeler göz önüne alındığında, bu dönüşümler ve daha dayanıklı görüntülerde artışlar gösteriyor.

Anahtar Polimer İşleme Teknikleri

Esnek OLED'lerin üretimi, düzgün, yanlış olmayan organik tabakaları esnek yüzeylere oluşturabilecek işlem yöntemleri talep eder.Mantık cam tabanlı görüntülerden farklı olarak, elektrikli su ısıtıcısına güvenen ve sürekli üretim yaklaşımlarından yararlanmaktadır. Üç teknik özellikle önemliydi: çözüm işleme, roll-roll üretimi ve inkjet baskı.Her biri, OLED yığınının belirli katmanlarına farklı avantajlar sunar ve son zamanlardaki yenilikler, endüstriyel gereksinimleri karşılamak için yeteneklerine sahiptir.

Çözüm İşleme

Çözüm işleme, polimer malzemeleri dağıtmayı içerir - örneğin eşdeğer polimerler, delik taşıma tabakaları ve elektron enjeksiyon tabakaları - plastik ışık oluşturmak için organik çözücüler.Bu inksler daha sonra esnek yüzeylere spin-coating, slot-die kaplama, veya bar kaplamalar kullanılarak yapılır. anahtar avantaj, büyük hacimli optik kontrollerle filmlerini oluşturmak için önemlidir, bu ekrandaki üniforma ışık ve renk elde etmek için kritiktir.

Bir atılım, yüksek hacimli metalik olmayan yüzeylerin kullanımıydı, bu da 30 lm / W. ile daha çevresel olarak dostça ve uyumlu hale geldi. Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, daha önce depolanmış katmanların zarar vermeden bir tabaka geliştirdiler - tamamen çözümden çok katmanlı cihazların üretimine olanak sağladılar.Bu, buharlaştırma işlemlerine ve daha düşük sermaye maliyetlerini basitleştirmek için gerekli olan adımları ortadan kaldırır.

Bir başka kritik gelişme, yüksek çözünürlükteki devrelerin kullanımı ve bu çözücü işlemelerin dış kuantum verimliliğini (EQE) azaltarak, polimerlerin çözünürlüklerini ve makinelerin daha fazla düzgün bir şekilde dağıtılmasını sağlamak ve azaltıcı sitelerin enerji kayıplarının azaltılmasını sağlamaktır.

Roll-to-Roll Manufacturing

Roll-to-roll (R2R) işleme, bir tedarik rulosu ile dolu esnek paneller için kutsal bir graildir, kaplama, kurutma ve tabakalama istasyonları ile geçer ve sonundaki gibi esnek substratlar üzerinde yaralanabilir.Bu yaklaşım, her dakika içinde ölçülmüş veya polietilen peçete (PEN) ve R2R sistemleri, büyük ölçüde azaltılması için alan başına maliyetle azaltılabilir.

R2R teknolojisindeki son yenilikler, büyük web genişliklerine üniforma sağlayan hassas kaplama yöntemlerine odaklanır. Örneğin, slot-die kaplamaları kapalı-loop geri bildirim kontrolü ile, gerçek zamanlı olarak, substrat sallanma veya sıcaklık değişiklikleri nedeniyle kalınlık varyasyonlarını hesaplamak için. Hollanda'daki Araştırmacılar, 100 cm2 ve piksel de aktif alanları ile esnek Fiberlerin üretimini göstermiştir.

Bir başka önemli gelişme, makine öğreniminin, R2R sürecindeki ölçekler veya non-uniform kalınlığında, makineli denetim sistemlerinin entegrasyonu, atıkların azaltılması ve genel ekipman verimliliğinin iyileştirilmesine olanak sağlar. Kateeva ve Applied Materials gibi şirketler artık esnek olarak tasarlanmış R2R araçları için özel olarak tasarlanmış, giyilebilir görüntüler ve otomotiv aydınlatmalarında hedef uygulamaları ile.

Bununla birlikte, R2R işleme hala yüksek kayıt doğruluğu ile birçok baskı katmanına uyum sağlamada zorlukla karşı karşıya kalmaktadır. Kurun sırasında substratın mekanik istikrarı, görüntü çözünürlüğünü azaltan yanlışlara neden olabilir. Dijital kayıt sistemlerinde fiducial işaretleri ve kamera tabanlı hizalama kullanarak ilerlemeler, ±5 mikrometers içinde yeterince yüksek çözünürlüklü mobil ekranlarda yüksek çözünürlükte artış göstermiştir.

Inkjet Printing

Inkjet baskı, esnek bir şekilde üretilen için eşsiz bir avantaj sunar, çünkü fotolithography veya maskeler olmadan doğrudan malzeme atamasına izin verir. Bu yöntem, kırmızı, yeşil ve mavi alt klasörleri aynı substratta depolayarak, tam renkli ekranlara olanak sağlar.

Baskı teknolojisindeki son gelişmeler, düşük hacimli hacim üniforması ve yerleştirme doğruluğu geliştirdi. Paralel olarak çalışan yüzlerce nozulluk, geleneksel evsel uzunluk ekranları ile rekabet eden, sabit piksel parlaklık sağlamak için.

Yüksek çözünürlüklü baskı elde etmek için, araştırmacılar, piksel-bankacılıkta bankacılık yapıların kullanımını araştırmışlardır. Mükemmel bir termofobik fotoresist tarafından, Samsung Display'in gösterdiği 8.7 inç esnek kablolamalı paneller ile iyileştirici tabakalar ve renk karıştırması ile sınırlandırılmıştır.Bu teknik, bu yaklaşımı kullanarak geliştirilmiş fluorinated polimerler ile karakterize edilmiştir.

Başka bir yenilik değişken düşüş boyutu baskı kullanımıdır, farklı piksel boyutlarının tek ışıklı polimer limitleri elde etmek için farklı hacimler aldığı yer, uzak etkiler ve kahve-şekürler için uygun düşen yüzeylere ulaşan düşüşler.

Son Materyal Yeniliği

İşleme teknikleri gelişmiş olsa da, esnek limitlerin performansı nihayetinde polimer materyallerine bağlıdır. Son yıllarda polimer emissive katmanlarında önemli atılımlar görüldü, elektrotlar için iletken polimerler ve esnek enkapsülasyon malzemeleri için.Bu yenilikler uzun süredir kısıtlayıcılar, yaşam boyu ve mekanik esneklik.

Polimer Emissive Katmanları

Emissive polimerler herhangi bir polimer OLED'in kalbidir. En yaygın olarak incelenen aile, yüksek fotoluluk kuantum verimini ve iyi prosesleri sunan polifluorenes tipidir. Ancak, polifluorenes düşük elektron hareketliliğinden muzdariptir ve bu sorunları aşmak için, araştırmacılar PCPDTBT'nin 15 oranında stabilite veya triazole moiezolleri içeren ortak bir güç geliştirdiler.

Daha yeni bir atılım, donör-akeşole bağışçılar ve triazine kabul eden polimerlerin kullanımına ilişkin olarak, Kyushu Üniversitesi'ndeki araştırmacıların % 100'ü esnek bir polimer TADF polimerleri elde etmelerini ve 10 bin Euro'luk uzun süreli operasyonel bağışçı ve triazine kabul eden yüksek çözünürlükte 1000 adet EQE değerlerin 10'u bildirdiler.

Aktif araştırma alanı, derin mavi renkli polimerlerin gelişimidir. Blue piksel tam renkli görüntüler için kritiktir, ancak geleneksel olarak daha az verimli ve daha az stabildir, hatta yeni merdiven tipi polimerler, Komisyon Internationale de l'cliff (CIE) ile daha derin bir şekilde döşenmiştir.

Mekanik için iletken polimerler

Indium tinoxy (ITO) uzun zamandır, OLEDs için standart şeffaf elektrot olmuştur, ancak onun brittleness esnek görüntüler için uygun olmayan bir alternatif sunar.Indium tinoxy (ITO) hem yüksek iletkenlik hem de mekanik esneklik sağlar.PEDOT:PSS, 4,000-pitoksithiolejenere sahip olabilir, hidroksittle karşılaştırılabilir.

Son zamanlarda yapılan çalışmalar PEDOT’un istikrarını geliştirmeye odaklandı: Bu elektrotları kullanarak esnek kablolama ajanlarının sadece 5 mm'den sonra nemlendiricisine yol açtı. Araştırmacılar PEDOT:PSS formülasyonlarını kullanarak, su bazlı bir ağ oluşturan silücüğün formülasyonlarını geliştirdiler.

Başka bir umut verici polimer polianiline (PANI) camforsulfonik asit ile yapılır, ancak organik çözücülerden işlenmiş filmler görünür spektrumda (>80%) ve iyi adhesion to plastik substratlar için başarıyla entegre edilmiştir. Ayrıca, panforik özellikler 20 cd / A’nin mevcut verimliliği ile başarıyla entegre edilmiştir.

Tek-polymer elektrotlarının ötesinde, araştırmacılar artık PEDOT'ın bükme dayanıklılığı ile yüksek miktarda metalik nanomalzemeler sunar: 10 gümüş nanotel ile kombine eden kompozit polimerler 15 ULL /sq ve 88 Esneklik ile bir tabaka direnci elde ettiler.

Esnek Encapsulation Materials

Limitler ne kadar nem ve oksijene son derece hassastır; hatta dakika su buharı karanlık noktalara ve hızlı bozulmalara neden olabilir. Geleneksel cam enkapsülasyon katıdır, bu nedenle esnek görüntüler çok katlı yapılar oluşturmak için ince film encapları (TFE) tabakaları her iki imkansız ve bükülebilir ve bükülebilir.

Atom tabakası alüminyum oksit veya silikon oksitin ortak bir yaklaşımdır. Polimer tabakası, substrat yüzeyinin planlanması ve esneklik sağlar, Fraunhofer FEP'deki araştırmacılar, üç dyaddan oluşan bir hibrit enkapsülasyon yığını geliştirdiler - her zaman dyad 100 nm tabakasıdır (PVA) 20 nm alüminyum oksit - 20 nm tarafından takip edilir.

Başka bir yenilik, çatlakların yayılmasını önlemek için mekanik stres altında yeniden ortaya çıkan bariyerleri içeriyor.Bu malzemeler Kaliforniya Üniversitesi'nde incelendikten sonra, WVTR ile sadece 0,5 × iyileşmeden sonra artış gösterdi.

ultra-bendable görüntüler için, araştırmacılar Cytop gibi floreinasyon polimerlerine döndüler, bu aşırı derecede düşük su absorpsiyonu (yüzde 0.0) ve mükemmel şeffaflık, Cytop ile ALD-deposited silikon nitride ile bir bariyer yığını, sadece 1 μm toplam koruma değeri 10 μm'nin üzerinde yüksek kaplamalara eşdeğer sağlayabilir.Bu ultra-thin enkapsülasyonu, görüntülenen 1 mm'lik bir mekanik başarısızlıkla katlanmak için görüntüler sağlar.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Etkileyici ilerlemeye rağmen, esnek polimer OLED'lerin önce birkaç zorluk tamamen katı LCD ve OLED alternatiflerini değiştirebilir. Bu zorluklar, malzeme istikrarı, üretim ölçeklenebilirliği ve gelişmekte olan form faktörleri ile entegrasyon.

Yaşam süresi ve Güvenilirlik

Mavi polimer klübünlerinin operasyonel süresi hala kırmızı ve yeşilden daha kısadır. Yüksek enerjili mavi foto-koidasyon ve eksiltme ile betonlanmış bağ kırılması ile birlikte, polimer matrixte yer alan üç boyutlu polimerler, üç faktöre kadar mavi renkte bir ışık dönüştürerek, eşdeğer bir şekilde enerji yükünü azaltır.

Büyük-Area Üniforması

Ekran boyutları 50 inç'in ötesine yükseldikçe, tüm paneldeki üniforma ve renk tutmak, proses parametrelerinin kalınlığını tahmin eden ve gerçek zamanlı olarak ayarlanan renkli varyasyonlarda (0.10u'v) ila 0.0'nin altında büyük boyutlu baskı teknikleri ile birlikte, slot kontrol sistemleri ile bir araya gelir.

Maliyet ve Forput

Çözüm işleme, sermaye harcamalarını vakum buharlaştırma ile azaltılırken, yüksek hacimli polimer sentez ve çözücü geri dönüşüm maliyeti pilot ölçekdeki sürekli olarak düşük maliyetli polimerler için uyarlanmış ve benzer yaklaşımlar polimerler için uyarlanmış durumda.

Giyim edilebilir ve Katlanabilir cihazlarla entegrasyon

Esnek kablolar için bir sonraki sınır, giyilebilir elektronikler için kullanılabilir görüntülerdir. bükme şimdi iyi korunmuştur, Tokyo Üniversitesi'nde yeni bir başarısızlık modları ve elektrik bağlantılarının genişletilmiş bölgelerin kaybı gibi genişletilebilir.Çemli polimer substratları poliditiloxane (PDMS) gibi genişletilebilir polimer ağları, iletkenliği kaybetmeden serbest bırakmakta olan iletken polimer ağları ile birleştirilebilir.

Sürdürülebilirlik ve End-of-Life

Başka bir yükselen meydan okuma esnek ekranların yeniden kullanılabilirliğidir. Karmaşık çok-malzemeli yığınlar dahil - iletken polimerler, izin verilen katmanlar ve bariyer kaplamaları - akıllı paketleme gibi kısa ömürlü uygulamalarla ilgili olarak, araştırmacılar da, dinozorların ve hücreli bazlı bazlı-kapsülasyon gibi, henüz ticari olarak uygulanabilir değildir.

Genel Bakış

Polimer işlemedeki gelişmeler, ticari olarak uygulanabilir bir teknolojiye bilimsel bir meraktan esnek görüntüler haline getirdi. Çözüm işleme, roll-to-roll üretimi ve inkjet baskısı, her biri, polimer kimyası, sıvı elektrotlar ve makine öğrenimi ile ilgili teknik gelişmelerden yararlanarak, esnek işleme teknikleri olgun ve yeni malzemeler ortaya çıktı. Kalan zorluklar -özellikle mavi ömür boyu, büyük hacimli üretim ve ölçeklendirme - bu yöntemlerin daha önce tanımlanmasına olanak sağlayacak olan on disiplinler arası araştırmalarla ele alınacaktır.

[FONT=0)Dönemli Referanslar: [Dönemli: [Dönemli: 1)

  • [FONT-Info – Flex Electronics piyasa verileri ve teknoloji genel bakışı).
  • [0]Doğa Malzemeleri - Yüksek verimli TADF polimerleri ).
  • [0]Holst Centre – Roll-to-roll baskılı esnek elektronik).
  • [0]Malzemeler Bugün - Esnek elektrotlar için iletken polimerler [Döntgenler:0)
  • [FONT:0) İleri Fonksiyonel Malzemeler - İnce film kendini kınayan polimerlerle ilgili olarak uyarılar).