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Mit organischen Transistoren zu günstigeren flexiblen Displays

Fertigung bei unter hundert Grad

1. März 2016, 17:58 Uhr | Von Guillaume Fichet

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

OTFTs bieten die höhere mechanische Flexibilität

Ein entscheidender Vorteil, den OTFT-Arrays gegenüber anderen, auf der Basis von Glas entwickelten Techniken bieten, ist die inhärente Flexibilität der organisch basierten Werkstoffe. Alle beteiligten Materialien sind von sich aus flexibel. Die gesamte Flexibilität der Geräte wird sich deshalb mit zunehmender Optimierung der Grenzflächen weiter verbessern, was kleinere Biegeradien und sogar faltbare Lösungen möglich macht. Andere TFT-Techniken besitzen dagegen in ihrem Lagenaufbau auch eine oder mehrere anorganische bzw. keramische Schichten, was der Flexibilität wegen der bestehenden Bruchgefahr zwangsläufig Grenzen setzt.

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Bei organischen elektronischen Materialien ist die Biegespannung, ab der die Rissbildung einsetzt, tendenziell um einige Größenordnungen höher als bei entsprechenden anorganischen Werkstoffen. Bereits auf der Display Week 2014 zeigte FlexEnable, dass ein Transistor-Array mit einem Radius von etwa 250 µm (dies entspricht etwa der Dicke eines Streichholzes) gebogen werden kann, ohne dass sich diese auf die Funktionalität der Transistoren auswirkt (Bild 4).

Forscher arbeiten weiter an der Entwicklung von Strategien zur Herstellung keramisch basierter TFTs auf Kunststofffolien, weil diese in den heutigen glasbasierten Produkten nach wie vor sehr verbreitet sind. Eine Möglichkeit, die Flexibilität eines keramisch basierten TFT auf Kunststoff zu steigern, besteht beispielsweise darin, die zerbrechlichste Schicht an der neutralen Achse des Lagenaufbaus zu platzieren. Beim Biegen wird somit keine Spannung auf die betreffende Schicht (die sich nahe der Mitte des Lagenaufbaus befindet) ausgeübt, wenn die Schichten aus Materialien bestehen, deren Elastizitätsmoduln ähnlich sind. Allerdings stellt dies eine gravierende Designrestriktion für das finale Produkt dar, zumal es nicht möglich ist, alle bruchgefährdeten Schichten nahe der neutralen Achse anzuordnen. In einem wirklich flexiblen Display muss außerdem nicht nur das Array flexibel sein, sondern vielmehr alle Lagen des Display einschließlich der Abdichtungsschichten.