Holst Centre maakt echt opvouwbare displays mogelijk

Bij de aanschaf van smartphones, tablets en laptops moet altijd een compromis worden gezocht: wil je een groter display voor een betere beleving, of wil je een kleiner, handzamer toestel? Wat als dat zou kunnen samengaan? Displays ter grootte van een krantenpagina die je kunt opvouwen zodat je ze in je zak kunt steken? Onderzoekers van Holst Centre hebben een oplossing gevonden voor een belangrijke uitdaging bij het maken van dergelijke grote displays. Ze demonstreerden een nieuwe beschermende barrièrelaag voor organische elektronica, die kan worden opgevouwen en die verwerking bij hoge temperaturen mogelijk maakt.

Oleds zijn extreem gevoelig voor vocht en de flexibele substraten die nodig zijn voor opvouwbare displays bieden daartegen onvoldoende bescherming. Daarom zijn er vochtbestendige barrièrelagen nodig, boven en onder het gevoelige oled-materiaal. Maar de materialen die voor dergelijke barrières worden gebruikt zijn nogal bros, wat weer een beperking oplevert in de mate van buiging van de displays.

Het nieuwe, geoptimaliseerde barrièremateriaal van Holst Centre maakt nu de ontwikkeling van opvouwbare displays mogelijk. Het bestaat uit een organische laag die is gesandwiched tussen twee lagen siliciumnitride (SiN) – een standaard materiaal voor barrièrelagen. Door het optimaliseren van het ontwerp van deze stapeling kregen de wetenschappers de mechanische eigenschappen onder controle en maakte ze een veel flexibelere barrière waarvan de ‘neutral stress’ lijn bij buigen vergelijkbaar is met die van de actieve lagen van het display..

Cruciaal is ook dat het materiaal stabiel is tot 400 °C, zodat de SiN-lagen kunnen worden aangebracht op  350 °C en dat is van belang voor hun kwaliteit en vochtbestendigheid. Het betekent ook dat de barrière bestand is tegen de hoge temperaturen die worden gebruikt in het productieproces van de displays.

"Opvouwbare displays zijn momenteel een hot topic en veel partijen stellen dat ze er een demonstratie van kunnen geven. Maar de term wordt vaak al te snel gebruikt en in maar weinig – of geen – gevallen wordt de buigingsradius van 2 mm of minder gehaald, die nodig is voor echte vouwbaarheid. Onze geoptimaliseerde multilayer heeft niet alleen een heel kleine buigingsstraal maar is ook compatibel met standaard productieprocessen en biedt uitstekende bescherming tegen water en stress voor displays met een lange levensduur", zegt programmamanager Hylke Akkerman van Holst Centre.

Oled demonstratiedisplays met de nieuwe laag haalden bij versnelde-levensduurproeven de 1000 uur zonder blackspots, zelfs na tienduizend maal vouwen met een buigingsstraal van 0,5 mm. Dat zou overeenkomen met een levensduur van vele jaren.