Japanska AGC Asahi Glass (AGC) har utvecklat en amorf tunnfilm med ett unikt ”sputteringsmålmaterial” (target material) och har påbörjat industrialisering och kommersiell produktion av detsamma. Företaget har döpt materialet till C12A7-elektrid och kan användas i stora organiska elektroluminescerande (EL)-paneler – även kända som organiska lysdioder (OLED).
För närvarande är det litiumfluorid (LiF) och alkalidopade organiska material som används som elektroninjektionsmaterial i en OLED-display. Dessa material är instabila och används i ett instabilt tillstånd, vilket bidrar till utmaningar i tillverkningen förknippad med OLED. För att lösa detta problem har AGC-gruppen utvecklat en mer stabil, amorf C12A7 elektridtunnfilm.
Företagets C12A7 är en komponent i aluminiumoxidcement. Dess struktur består av sammankopplade ”burar” som mäter cirka 0,4 nanometer i innerdiameter och som innehåller syrejoner. C12A7-elektrid utvecklades vid Tokyo Institute of Technology av en forskargrupp under ledning av materialforskaren och professorn Hideo Hosono, som mer är känd för upptäckten av järnbaserade supraledare.
Alla syrejoner i burarna ersätts med elektroner, vilket möjliggör att materialet leder elektrisk ström som en metall, bibehåller kemisk och termisk stabilitet, och är lätta att hantera, samtidigt som man behåller egenskapen att lätt avge elektroner.
Den amorfa C12A7 elektridtunnfilmen kan skapas genom en sputtringsprocess vid rumstemperatur och målmaterialet har enligt forskarna följande unika egenskaper: Det är transparent i det synliga området, det kan avge elektroner lika lätt som metallen litium kan och det är kemiskt stabil även i atmosfär. Genom att kombinera detta med TFT-elementet, som använder en transparent amorft oxidhalvledare (TAOS), kan den låga drivspänningen i elektrontransportskiktet tillverkas stabilt och med högt produktionsutbyte, även när det används i en OLED-skärm med en inverterad struktur.
Marknadsundersökningsföretaget IDTechEx förutspår att marknaden för OLED-displayer kommer att omsätta nästan 16 miljarder USD i år och växa till 57 miljarder USD 2026.
– TAOS-TFT är lämplig för att driva en stor OLED-panel men det fanns inga tillgängliga material som fungerar både som ett elektroninjektionsskikt såväl som ett elektrontransportskikt – som båda är nödvändiga för att förverkliga den inverterade struktur som har de bästa panelprestandan. med kommersialiseringen av vårt C12A7 elektridmaterial, förväntar vi oss att se väsentligt förbättrad produktion av oxid-TFT-drivna OLED-paneler, säger AGC-gruppens Naomichi Miyakawa, Principal Manager, New Product R&D Center, Technology General Division.
AGC räknar med att integrera OLED-paneler med den nya C12A7 elektridbaserade tunnfilmen och börja tillverka den lagom till de olympiska spelen i Tokyo 2020 eller tidigare.
