pedot

Pattern definition and reliability of flexible and deformable displays

Problem Definition:

The current display market is almost entirely occupied by thin displays such as Liquid Crystal Display (LCD) and Plasma Display Panel (PDP). Due to their reduced size, they have steadily but surely pushed the bulky cathode ray tube (CRT) out of the market. Research into the next generation of displays is now mainly focused on the use of flexible materials, not so much for their flexibility, but mostly for their reduced weight and robustness. Moreover, these flexible materials can be used in a "Roll-To-Roll' process during manufacturing, which increases production capacity. One of the major problems in using these flexible substrates are the transparent conductive layers needed for the light modulation of the display. One of the standard materials, Indium Tin Oxide (ITO), is brittle by nature and therefore easily cracks while bending the display. Alternative materials such as PEDOT, which is flexible due to its polymeric structure, can possibly be used as a replacement for the brittle ITO. Even though display prototypes were made with PEDOT as a transparent conductive layer, the reliability of pattern-defined structures such as power lines and pixels are still unexplored. Even more exotic applications such as deformed, non-flat panel displays have not yet been studied.


Objectives:

During this thesis, the student will perform an extensive study of the conductive properties of both ITO and PEDOT on a flexible substrate and test these materials in small flexible alphanumeric displays. Initially, fine ITO and PEDOT patterns will be applied to PET or PEN, and subjected to various reliability tests, in which ITO will serve primarily as a reference material. After a thorough analysis the student will be able to draw conclusions about the ideal width of the pixels and the power lines to these pixels. This is then succeeded by the construction of small flexible alphanumeric displays, which will also be subjected to reliability testing. During the last part some tests can done at pattern defining a contact lens display (for a flat non patterned example, see the attachment), a flexible display that is deformed with a spherical mold and thus can be integrated into a contact lens. During the construction of this display, the conductive layers are put to extremes and the knowledge gained in the previous parts will thus certainly come in handy.

All work will be done in our clean room and our technical lab, both located in Zwijnaarde.

Keywords:

flexible display, ITO, PEDOT

Location:

Ardoyen CMST + at home.

Patroondefinitie en betrouwbaarheid van flexibele en vervormbare beeldschermen

Probleemstelling:

De huidige beeldschermmarkt wordt bijna volledig ingenomen door dunne beeldschermen zoals het Liquid Crystal Display (LCD) of het Plasma Display Panel (PDP). Door hun verminderde afmetingen hebben ze de lijvige Cathode Ray Tube (CRT) gestaag maar zeker uit de markt geduwd. Onderzoek naar de volgende generatie beeldschermen spits zich nu voornamelijk op het gebruik van flexibele materialen, niet zozeer om hun flexibiliteit, maar vooral om hun gereduceerde gewicht en hun robuustheid. Daarenboven kan men door deze flexibele materialen een 'Roll-To-Roll'-proces gebruiken bij de fabricage, wat een verhoogde productiecapaciteit met zich meebrengt. Eén van de grote problemen bij het gebruik van deze flexibele substraten zijn de transparante geleidende lagen die nodig zijn bij de lichtmodulatie van het beeldscherm. Zo is het standaardmateriaal Indium Tin Oxide (ITO) bros van natuur en barst het gemakkelijk bij het plooien van het beeldscherm. Alternatieve materialen zoals PEDOT, dat door zijn polymeerstructuur flexibel is, kunnen eventueel als vervanging gebruikt worden voor het brosse ITO. Hoewel er al beeldschermprototypes gemaakt werden met PEDOT als transparante geleidende laag, werd de betrouwbaarheid van patroongedefinieerde structuren zoals pixels en voedingslijnen nog maar weinig onderzocht. Ook meer exotische toepassingen zoals vervormde, niet vlakke beeldschermen werden hierdoor nog niet onderzocht.

Doelstelling:

Tijdens deze masterproef zal de student een uitgebreide studie doen van de geleidende eigenschappen van zowel ITO als PEDOT op een flexibele onderlaag, alsook het testen van deze materialen bij kleine flexibele alfanumerieke beeldschermen. Initieel zullen er fijne ITO en PEDOT-patronen worden aangebracht op PET of PEN en onderworpen worden aan verscheidene betrouwbaarheidstesten, waarbij ITO voornamelijk zal dienen als referentiemateriaal. Na een grondige analyse zal men conclusies kunnen trekken over de ideale breedte van de pixels en de voedingslijnen naar deze pixels. Daarna kan er dan overgegaan worden tot de constructie van kleine flexibele alfanumerieke beeldschermen, die men dan ook zal onderwerpen aan betrouwbaarheidstesten. Als laatste deel kunnen er dan eventueel enkele testen gedaan worden naar het patroondefiniëren van een Contact Lens Display (voor een vlak voorbeeld zonder patroondefinitie, zie bijlage), een flexibel beeldscherm dat vervormd wordt in een sferische mal en dus geïntegreerd kan worden in een contactlens. Bij de constructie van dit beeldscherm worden de geleidende lagen tot het uiterste gedreven en zal de opgedane kennis zeker van pas komen.

Al het werk zal worden uitgevoerd in onze cleanroom en ons technisch labo, beiden gelegen in Zwijnaarde.

Trefwoorden:

flexibel display, ITO, PEDOT

Locatie:

Ardoyen CMST + thuis.
č
example.mp4
(2795k)
Jelle De Smet,
Mar 25, 2011, 3:10 AM
Comments