Forskare skapar ultraliten OLED med UV-tryckta pixlar, precis som mikrochips

Forskare vid ETH Zürich har utvecklat en ny klass av ljusavgivande organiska material som kan bearbetas med hjälp av fotolitografi, den grundläggande tekniken för tillverkning av mikrochips som används för att skapa mikroskopiska strukturer på halvledarskivor. Genombrottet kan på sikt möjliggöra extremt små OLED-skärmar med hög upplösning för AR-glasögon, kamerasökare, sensorer och biomedicinska enheter.

OLED-skärmar är särskilt väl lämpade för mycket små skärmar eftersom deras organiska ljusavgivande material kan behålla sin ljusstyrka även vid mycket små dimensioner. Utmaningen har varit att tillverka dem med tillräcklig precision. Fotolitografi, den process som används för att tillverka halvledarchips, skulle kunna bidra till att lösa det problemet, men standardmetoderna använder lösningsmedel och kemikalier som bryter ned känsliga organiska molekyler i konventionella OLED-material.

Teamet vid ETH Zürich löste detta problem genom att utveckla självlysande polymerer som kan fungera som fotoresister samtidigt som de tål aggressiva kemikalier under litografin. Materialet har en kärna-skal-struktur: en ljusemitterande molekyl skyddas inuti, medan reaktiva grupper är placerade på utsidan. Under ultraviolett ljus tvärbinds dessa grupper, vilket gör de belysta områdena olösliga och gör det möjligt att mönstra materialet till fina strukturer, ungefär som konventionella fotoresister som används vid tillverkning av halvledare.

För att demonstrera tekniken skapade forskarna en flerfärgad bild av en ara som bara mäter 300 × 430 mikrometer och består av 250 × 350 pixlar. Bilden är inte en fungerande skärm: dess pixlar lyser när de belyses utifrån istället för att avge ljus elektriskt. Forskarna säger att det är den flerfärgade fluorescerande bild med högst upplösning som hittills har framställts med hjälp av fotolitografi.

Teamet demonstrerade även elektriskt drivna lysdioder i ett separat experiment och skapade ett lysande ETH-logo som mätte 1 × 2,4 mm. Nästa steg är att minska pixelstorleken ytterligare. Forskarna behöver dock fortfarande utveckla elektronik som kan styra enskilda pixlar oberoende av varandra innan tekniken kan bli en fungerande skärm.

Forskarna ser potentiella tillämpningar utöver miniatyrskärmar för AR-glasögon och elektroniska sökare. Små, exakt styrda ljuskällor skulle så småningom kunna integreras direkt på chip för medicinsk och biologisk forskning, mikroskopi och sensorer. De skulle till exempel kunna belysa enskilda biologiska celler eller stimulera nervceller med ljus. Studien, ”Electroluminescent photoresists extending lithographic scaling to OLEDs”, publicerades i Nature den 16 september 2026.