经济实用的OLED照明系统

随着有机发光二极管（OLED）市场的增长以满足不断扩大的AR和VR应用，德国弗劳恩霍夫FEP研究所开发了新的OLED制造方法。OLED微显示器越来越多地应用于消费级可穿戴设备和数据眼镜中。为了满足这些应用中更高效率、更高对比度和更高分辨率的要求，弗劳恩霍夫FEP研究所的科学家门开发了一种用于硅基板上OLED制造的新型微图案化方法。

弗劳恩霍夫FEP研究所表示在将来可能会消除彩色滤光片和荫罩的使用，并通过新工艺开发全彩色OLED显示器。他们在第一次实验中已经证明了制造效率的提高，并且拥有相当宽的色域。弗劳恩霍夫FEP研究所将于8月29日至31日在韩国釜山举行的2018年国际信息显示器会议（IMID 2018）期间展示最新的试验结果。除了传统的智能手机之外，OLED微显示器越来越多地在智慧眼镜中找到应用于当前和未来的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用，其核心就是微显示器。

由于OLED的自发光特性和优异的对比度，各大制造商已经开始生产用于AR / VR眼镜的OLED微显示器。弗劳恩霍夫FEP研究所多年来一直致力于该技术的高级开发工作。然而，弗劳恩霍夫FEP研究所科学家表示，为了充分利用OLED技术在消费型智慧眼镜和其他AR / VR中的应用，目前仍然需要解决一些技术挑战。研究人员正在致力于解决OLED微显示器中高亮度和高效率、大芯片区域、曲面设计、眼睛跟踪集成等问题。

弗劳恩霍夫FEP研究所的Elisabeth Bodenstein。

目前，OLED技术面临着全彩显示器只能通过使用滤色器或荫罩来实现的难题，这限制了OLED的发光效率和分辨率。研究人员正致力于制造以高分辨率微型显示器的新方法，同时提高效率和延长使用寿命。

OLED有机层的图案化是最大的挑战之一，因为诸如光刻的传统方法不能与有机半导体材料一起使用。两年前，弗劳恩霍夫FEP研究所成功地证明了能够使用电子束技术进行微结构化。利用其专利工艺，弗劳恩霍夫FEP研究所能够通过现有的封装层改变OLED的发光能力以实现多种功能，甚至能够生成高分辨率的灰度图像。电子束工艺的进一步发展已经在不使用滤色器或荫罩的前提下实现全色OLED。为了产生红色、绿色和蓝色像素，OLED本身的有机层通过热电子束工艺烧蚀。这种图案化导致层堆叠厚度的改变，这使得OLED能够发射不同颜色。

无需滤色器

弗劳恩霍夫FEP研究所表示，不使用限制性滤色器是开发全彩色显示器的第一个重要步骤。弗劳恩霍夫FEP研究所项目团队的开发人员Elisabeth Bodenstein解释了这一优势：“通过我们的电子束工艺，即使是这些敏感的有机材料也能够进行热构造而不会损坏下层。”

研究人员通过模拟和初步估计由电子束产生的HTL（空穴传输层）厚度获得了实验结果。他们实际上实现了白色OLED中的红色、绿色和蓝色光发射器的去耦合。根据弗劳恩霍夫FEP研究所的概念证明，这些颜色在第一个测试基板上得到了验证，表现出相当优秀的性能。除了将这种新工艺用于OLED之外，电子束处理还可用于有机电子和无机层中的其他应用。此外，电子束图案化工艺的应用非常广泛，还可用于光伏、MEMS和薄膜技术领域。

在弗劳恩霍夫FEP研究所洁净室中带有图案化OLED的探针台

目前，弗劳恩霍夫FEP研究所的科学家正在准备迈向下一个里程碑。未来几年的主要目标是利用这种新方法与合作伙伴共同开发OLED微显示器的制造工艺。为此，通过与业界感兴趣的合作伙伴合作，这些设备将进一步小型化并优化工艺流程。

计划的下一步是将微图案整合到现有流程中，这将使得未来能够将测试结果转移到现有的生产线中，以促进在工业角度建立生产技术。与此同时，科学家们还计划对OLED进行增强仿真。通过适当地改变材料和层厚度，能够拓宽OLED的色谱。

新技术的开发是由德国工研院资助的。目前，弗劳恩霍夫FEP研究所的科学家们已准备好与显示器材料和系统制造商的合作伙伴联合开发项目，对该技术进行具体开发的第一批彩色OLED也将在8月29日至31日在韩国釜山举行的2018年国际信息显示器会议（IMID 2018）期间的弗劳恩霍夫FEP研究所展台上展出。

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