Учёные из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) заявили о разработке технологии формирования миниатюрных OLED-пикселей с применением подходов, ранее используемых в производстве чипов. Новый метод позволяет создавать органические светящиеся структуры методом фотолитографии — тем же процессом, который применяется при выпуске микросхем. В перспективе эта технология может дать путь к сверхмалым дисплеям для устройств дополненной реальности и за её пределами.

Ключевая проблема миниатюризации OLED заключалась в несовместимости органических светящихся материалов с агрессивной химией традиционной литографии: растворители и реагенты, применяемые при изготовлении микросхем, повреждают органические молекулы. Учёные из ETH предложили новый класс светящихся полимеров, сочетающих свойства OLED-материалов и фоторезистов. После нанесения на поверхность чипа эти соединения под UV-облучением изменяют структуру и формируют микроскопические светящиеся элементы заданной формы, effectively «рисуя» пиксели нужного размера и формы.

Как объясняют в работе, ключ к подходу — молекулярная архитектура OLED-материала по принципу «ядро — оболочка»: внутри молекулы находится люминесцентный компонент, вокруг — звездообразные цепи для участков реакции. При воздействии ультрафиолета внешние части молекул сшиваются, превращая экспонируемые области в сплошные структуры, при этом внутренний слой защищает люминесцентное ядро от химического воздействия.

Для демонстрации новой методики учёные изготовили несколько прототипов. Так, одно из образцов представляет собой многоцветное флуоресцентное изображение попугая ара размером всего 300 × 430 микрометров, состоящее из примерно 250 × 350 пикселей — на данный момент самая высокая разрешающая способность среди многоцветных структур, созданных методом фотолитографии и сопоставимая с простейшими микроорганизмами.

Помимо этого создан миниатюрный светящийся логотип ETH Zurich размером 1 × 2,4 мм на основе электрически управляемых светодиодных элементов — это прообраз полноценных микродисплеев, тогда как изображение попугая инициировалось внешним облучением. По замыслу исследователей, последующим шагом станет ещё более сильное уменьшение пикселей и интеграция управляющей электроники для создания полноценных дисплеев. Помимо экранов технология может найти применение в биомедицинских системах и микроскопии, где нужны сверхмалые источники света с точным управлением, например для отдельных клеток или нейронов.