Учени от Висшето техническо училище в Цюрих (ETH Zürich) са разработили технология за производство на миниатюрни OLED пиксели, като са използвали подходи, прилагани при производството на чипове. Новият метод позволява формирането на органични светещи структури чрез фотолитография – същият процес, който се използва при производството на микросхеми. Разработката проправя пътя към създаването на свръхмалки дисплеи за устройства за разширена реалност и не само.
Основният проблем при миниатюризацията на OLED се състои в несъвместимостта на органичните светлоизлъчващи материали с традиционната литография. При производството на микросхеми фотолитографията използва агресивни разтворители и химически реагенти, които увреждат органичните молекули. Условно „живите“ органични съединения не издържат добре на агресивните химически процеси, използвани при производството на полупроводници.
За тази цел учените от Швейцария са създали нов клас светещи полимери, които едновременно притежават свойствата на OLED материалите и фоторезистите. След нанасянето им върху повърхността на чипа тези съединения могат да променят структурата си под въздействието на ултравиолетово излъчване, образувайки микроскопични светещи елементи с зададена форма. С други думи, с ултравиолетова светлина могат да се „нарисуват“ OLED пиксели със зададен размер и форма, като по този начин буквално се създава цялата матрица от пиксели на микроскопичния дисплей.
Ключовото решение при разработката е молекулярната архитектура на OLED материала по принципа „ядро – обвивка“. В центъра на такава молекула се намира органичен компонент, отговорен за излъчването на определен цвят, а около него са разположени звездообразни вериги с участъци за химични реакции. При облъчване с ултравиолетови лъчи външните части на молекулите се свързват помежду си, превръщайки експонираните области в твърди структури. Защитният вътрешен слой предпазва луминесцентното ядро от въздействието на химикали по време на обработката.
За да демонстрират технологията, изследователите са изработили няколко тестови образци. Един от тях представляваше многоцветно флуоресцентно изображение на папагал ара с размери едва 300 × 430 микрометра, състоящо се от 250 × 350 пиксела. Към днешна дата това изображение е с най-високата разделителна способност сред многоцветните структури, създадени чрез фотолитография, а по размери е съпоставимо с най-простите микроорганизми.
Освен това екипът е изработил миниатюрен светещ логотип на ETH Zurich с размери 1 × 2,4 милиметра на базата на електрически управлявани светодиодни елементи – това вече е прототип на истински дисплей, докато изображението на папагала се активираше чрез външно облъчване. Следващият етап ще бъде по-нататъшно намаляване на размерите на пикселите и интегриране на управляваща електроника за създаване на пълноценни микродисплеи. Освен в екраните, технологията може да намери приложение в биомедицинските системи и микроскопията, където са необходими свръхмалки източници на светлина с прецизно управление, например на отделни клетки или неврони.