Resultados experimentales de la impresión en color de tamaño micro. El dispositivo consta de cuatro capas, incluidas las capas superior e inferior de Ag que rodean IGZO y SiO 2 capas. Los píxeles de color se fabricaron mediante un proceso FIB después de la deposición de un SiO de 180 nm de espesor 2 capa. Crédito:Junsuk Rho (POSTECH)
La coloración estructural promete ser la tecnología de visualización del futuro, ya que no se decolora (no utiliza tintes) y permite pantallas de bajo consumo sin una fuente de luz externa potente. Sin embargo, La desventaja de esta técnica es que una vez que se fabrica un dispositivo, es imposible cambiar sus propiedades por lo que los colores reproducibles permanecen fijos. Recientemente, Un equipo de investigación de POSTECH ha obtenido colores vivos mediante el uso de chips semiconductores, no tintes, fabricados imitando la estructura del cerebro humano.
El equipo de investigación conjunto de POSTECH compuesto por el profesor Junsuk Rho de los departamentos de ingeniería mecánica e ingeniería química, Inki Kim, estudiante de ingeniería mecánica en el MS / Ph.D. programa integrado, junto con el profesor Yoonyoung Jung y el estudiante de maestría Juyoung Yun del Departamento de Ingeniería Eléctrica desarrollaron una tecnología que puede cambiar libremente los colores estructurales usando IGZO (Indio-Galio-Zinc-Óxido), un tipo de semiconductor de óxido. IGZO es un material que se usa ampliamente no solo en pantallas flexibles sino también en dispositivos electrónicos neuromórficos. Este es el primer estudio que incorpora IGZO a nanópticos.
IGZO puede controlar libremente la concentración de carga dentro de una capa a través del proceso de tratamiento con plasma de hidrógeno, controlando así el índice de refracción en todos los rangos de luz visible. Además, Las simulaciones y experimentos nanópticos han confirmado que el coeficiente de extinción de la luz visible es cercano a cero, permitiendo así la actualización de un filtro de color transmisible en la forma penetrable que puede transmitir colores excepcionalmente claros con una pérdida de luz extremadamente baja.
La tecnología de filtro de color basada en IGZO desarrollada por el equipo de investigación consta de una capa de 4 (Ag-IGZO-SiO 2 -Ag) multicapa y puede transmitir colores vivos utilizando las propiedades de resonancia de Fabry-Perot. Los experimentos han confirmado que a medida que aumenta la concentración de carga de la capa IGZO, el índice de refracción disminuye, lo que puede cambiar las propiedades de resonancia de la luz que se transmite selectivamente.
Este método de diseño se puede aplicar no solo a filtros de color para pantallas a gran escala, sino también a la técnica de impresión en color de micro (11 -6 , millonésima) o nano (10 -9 , mil millonésimo) tamaños.
Para verificar esto, el equipo de investigación demostró una tecnología de impresión en color que tiene un tamaño de píxel de un micrómetro (μm, una millonésima de metro).
Los resultados demostraron que los colores de los píxeles de color del tamaño de un centímetro o un micrómetro se pueden ajustar libremente dependiendo de la concentración de carga de la capa IGZO. También se confirmó que el color estructural se puede cambiar de manera más confiable y rápida cambiando el índice de refracción a través de la concentración de carga en comparación con otros materiales variables convencionales de estado sólido como WO 3 o GdOx.
"Esta investigación es la primera aplicación de IGZO a la tecnología de visualización en color estructural nanoóptica. IGZO es el semiconductor de óxido de próxima generación utilizado en pantallas flexibles y dispositivos electrónicos neuromórficos, ", declaró el profesor Rho, que dirigió la investigación. Añadió:"Se prevé que esta tecnología, que permite filtrar la luz transmitida ajustando la concentración de carga, se puede aplicar a la pantalla reflectante de baja potencia de próxima generación y a las tecnologías de pantalla antimanipulación ".
