UV patterning of conducting polymer optical components
- Reference number
- FID20-0056
- Project leader
- Andersson Ersman, Peter
- Start and end dates
- 220101-261231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- RISE Research Institutes of Sweden, Stockholm
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Many conducting polymers are electrochromic, which allows for changing their color and electrical conductivity via their redox states. This has made them popular for use in low-power reflective displays, organic transistors, sensors, and energy storage devices. Recently, we developed a new method for patterning conducting polymers by UV-light in combination with vapor phase polymerization (VPP). By exposure through a photomask, this method enables spatial control of conducting polymer properties such as thickness, conductivity and absorption. We have previously used the technique to produce high-resolution electrochromic displays, including redox-tunable structural color images by deposition at accurate thicknesses on a metal surface. Besides thickness, we discovered that the UV-treatment also modifies the complex refractive index of the polymer. We here propose to utilize this unique combination of controlling thickness and refractive index as a new means to fabricate electrically tunable optoelectronic components. The project will thereby develop a novel and scalable approach of fabricating tunable optoelectronic components, such as lenses, gratings and electrochromic displays, as well as organic electrochemical transistors.
Popular science description
Avancerade komponenter inom optoelektronik, exempelvis bildskärmar, tillverkas idag med hjälp av komplicerade tillverkningsmetoder, vilket oftast innebär rigida komponenter och system. På senare år har konjugerade molekyler och polymerer, som är elektriskt ledande, börjat användas inom elektronikindustrin. Materialen har en förmåga att generera hög kontrast och fina färger, och används därför ofta i OLED-tillämpningar. Det ger en viss möjlighet att skapa böjbar elektronik, men fortfarande sker tillverkningen med konventionella metoder. Det här projektet syftar till att utveckla ett nytt sätt att mönstra och kontrollera egenskaperna hos elektriskt ledande polymerer på en yta, för att göra dem än mer intressanta och användbara inom optoelektroniska tillämpningar. Projektet kommer att fokusera på en nyutvecklad metod där polymerfilmen belyses med UV-ljus genom en fotomask, i syfte att samtidigt kontrollera både polymerens optiska och elektroniska egenskaper. De exponerade polymerfilmerna kan sedan implementeras i olika typer av elektriskt modifierbara optoelektroniska komponenter. Vi kommer även att utforska möjligheten att skala upp tillverkningen genom användning av olika tryckmetoder, t.ex. screen- och inkjet-tryckning. Vår förhoppning är att metoden kommer att generera komponenter med unika egenskaper, som dessutom är elektriskt modifierbara, t.ex. högupplösta reflektiva displayer med skarpa färger, linser, gitter, sensorer och transistorer.