Hautähnliche Displays sind wichtige Komponenten der Informationsausgabe in tragbaren und tragbaren elektronischen Geräten der nächsten Generation. Derzeit werden alle derartigen Displays auf Glas oder dicken Kunststoffsubstraten hergestellt, was die inhärente mechanische Flexibilität organischer Materialien einschränkt und einen engen Hautkontakt verhindert.
Die Entwicklung von Aktivmatrix-Displays (AM) aus organischen Dünnschichttransistoren (OTFTs) und organischen Leuchtdioden (OLEDs) ist entscheidend für die Herstellung hochwertiger, hautähnlicher Displays. Fast alle gemeldeten AMOLED-Displays sind parallele Strukturen aus nebeneinander angeordneten OTFTs und OLEDs.
Leider bedeckt diese parallele Struktur einen Teil der Pixelfläche durch nicht leuchtende OTFTs und Verdrahtung, was zu geringer aktiver Fläche, geringer Leuchtdichte, geringer Auflösung und geringer Öffnungsrate führt. Die vertikale Struktur ist für die Herstellung von AMOLEDs mit hoher Öffnungsrate besser geeignet als die parallele Struktur. Durch vertikales Stapeln von OLEDs und OTFTs werden Behinderungen durch nicht leuchtende OTFTs und Verdrahtungsteile vermieden und die aktive Fläche maximiert.
Darüber hinaus minimiert ein vertikal strukturierter Pixel die belegte Fläche, was die Auflösung und Qualität des Displays deutlich verbessert. Dennoch ist die Herstellung vertikal strukturierter hautartiger AMOLEDs komplex, da solche Displays neue Herausforderungen mit sich bringen, darunter gegenseitige Auflösung, mechanische Kompatibilität und Verbindung zwischen Funktionsschichten.
Für die erste Demonstration vertikal gestapelter hautartiger Aktivmatrix-Displays schlagen Forscher eine allgemeine Strategie der „diskreten Vorbereitung – Mehrschichtlaminierung“ vor. Diese Strategie besteht hauptsächlich darin, jede anpassbare Funktionsschicht (OLED/Verbindungsschicht/OTFT) separat vorzubereiten und sie dann zusammenzulaminieren. Dadurch werden chemische und physikalische Schäden effektiv vermieden und die mechanische Kompatibilität und Verbindung zwischen den Funktionsschichten sichergestellt.
Bei den Experimenten der Forscher wurden während des Abziehvorgangs weder Lösungsmittel noch Wasser verwendet und während des Laminierungsprozesses wurden keine zusätzlichen Klebstoffe verwendet. Diese vollständig trockene Herstellung vermeidet gegenseitige Auflösung und Grenzflächenverschmutzung und bietet eine saubere, vollständige Kontaktoberfläche für die Herstellung hochwertiger vertikal gestapelter hautähnlicher Displays.
Im Vergleich zu bestehenden Strategien zur Herstellung von Aktivmatrix-Displays bietet die vorgeschlagene Strategie mehrere Vorteile:
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Juntong Li et al., Vertikal gestapeltes hautähnliches Aktivmatrix-Display mit ultrahohem Öffnungsverhältnis, Licht: Wissenschaft und Anwendungen (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01524-z