Ученые ТУСУР создали первый российский макет полноцветной органической ОLED-матрицы, изготовленной методом принтерной печати, а также разработали измерительный комплекс для анализа характеристик таких матриц.

В рамках большого проекта ТУСУР совместно с научными и промышленными партнёрами разрабатывает технологию принтерной печати органических дисплеев. Цель проекта – создание отечественной технологии получения матриц на органических светоизлучающих полупроводниках (OLED) с использованием технологий принтерной печати.

Матрица в совокупности со схемой управления – это дисплей, который является важнейшей частью монитора компьютера, телефона, других приборов. Именно матрица целиком и полностью определяет качество изображения. В настоящее время технологиями OLED занимаются несколько крупных зарубежных компаний и университетов. Эти технологии позволяют создать более дешевый гибкий экран, также OLED-дисплей ярче, у него лучше цветопередача, контрастность, цветовой охват, больше угол обзора, меньше вес и габариты, ниже энергопотребление.

OLED-дисплеи по многим характеристикам превосходят плазменные и жидкокристаллические, но в нашей стране пока нет отечественной технологии их производства. Наиболее перспективной для производства OLED-дисплеев является технология принтерной печати, которая разрабатывается в рамках проекта. Для его выполнения сформирована команда профессионалов, есть необходимое оборудование и, самое главное, желание добиться результата. В итоге будет создана технология, которая позволит наладить производство, полностью независимое от зарубежных поставщиков. Это предполагает, в том числе и создание материалов для печати, – поясняет проректор по научной работе ТУСУР Александр Шелупанов.

Синтезом исходных материалов («порошков») занимается Институт высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург). Научная группа Сибирского физико-технического института ТГУ решает другую научную задачу – изготовление на основе «порошка» раствора для печати, определение состава и параметров растворителей. ТУСУР является головным исполнителем проекта и отвечает за технологический процесс печати и оценку его результатов.

Наше конструкторское бюро занимается разработкой технологии нанесения органических слоев на подложку и созданием специализированного оборудования для измерений характеристик полученных изделий. Работа еще не закончена, но уже есть первые результаты, отработаны технологии принтерной печати проводящих, полупроводящих и диэлектрических слоев OLED-матриц. На основе этих технологий мы, совместно с коллективом Сибирского физико-технического института ТГУ, впервые в России создали первые макеты полноцветных OLED-матриц, светоизлучающие и транспортные слои которых получены с помощью печатной технологии,  – говорит научный руководитель СКБ «Смена» ТУСУР Антон Лощилов.

Ученые ТУСУР также работают над совершенствованием технологического оборудования. Серийные устройства для струйной печати не вполне соответствуют задачам проекта. К недостаткам таких устройств можно отнести невысокую повторяемость печати, а также неоднородность параметров получаемых пленок. Кроме того, высокая стоимость печатающих головок таких принтеров и жесткие требования к параметрам используемых чернил делают освоение струйной технологии печати чрезвычайно затратным процессом. Альтернативой существующим решениям является технология капиллярного дозирования жидкости, которая, в рамках проекта, была адаптирована к задаче печати OLED-матриц.

По мнению разработчиков, технологии, отработанные в рамках проекта позволят также модернизировать процесс производства печатных плат.

Сегодня, с помощью печатных технологий, мы можем изготавливать изделия с технологическими нормами по ширине от 50 микрометров и толщиной пленки от 100 нанометров. Преимуществом является то, что методами печати могут быть получены как проводящие элементы, так и диэлектрики, и даже полупроводники. Печать всех функциональных слоев может быть выполнена в одном технологическом процессе, что в традиционной технологии изготовления печатных плат недостижимо, – говорит Антон Лощилов.

Эта модернизация необходима для того, чтобы создавать технику нового поколения – более функциональную и надежную, но меньшую по размерам. Чтобы обеспечить эти требования, необходимы принципиально новые решения. Применение аддитивных (печатных) технологий – одно из них.

В микроэлектронике применение аддитивных технологий считается очень перспективным направлением. Очевидное преимущество – существенная экономия дорогостоящих расходных материалов, упрощение технологического процесса, в конечном результате – снижение стоимости при более высоком качестве и простоте изготовления.