BİR SANAYİ-ÜNİVERSİTE İŞBİRLİĞİ BAŞARISI: GRAFEN TABANLI OLED EKRANLAR

Televizyonlar, bilgisayar monitörleri, tabletler ve telefonlar artık günlük yaşamımızın vazgeçilmez ögeleri ve her geçen gün daha uzun süre dünyayı onların içinden görüyoruz.

Televizyonlar, bilgisayar monitörleri, tabletler ve telefonlar artık günlük yaşamımızın vazgeçilmez ögeleri ve her geçen gün daha uzun süre dünyayı onların içinden görüyoruz. Bu değişimde hızlı bir tempoda gelişen ekran teknolojilerinin katkısı çok büyük. Olağanüstü ayrıntı ve renk çeşidi sağlayabilen ekranların, gözün gerçek görüntüden ayırt edemeyeceği düzeye getirilmesi artık bir bilim kurgu fantezisi değil. 

Bu alandaki bir yönelim de, ekran formlarının gerçek dünya ile daha fazla uyumlandırılması. Yani halen yaygın olarak düzlemsel yapılan ekranların, rastgele biçimlerde ve değişken yüzeyler üzerinde yapılabilmeleri. Burada birkaç farklı sınıflandırma ortaya çıkmaya başladı. Sabit formda eğimli ekranlar (curved displays), TV ve akıllı telefonlar vitrinlerde yerini aldı bile. Bunun yanı sıra şekli değiştirilebilen yani esnek ekranlar da (flexible displays) hızla geliştiriliyor ve yakın gelecekte büyük bir pazar payına ulaşması öngörülüyor. Bunlar kısmen bükülebilen (bendable), katlanabilir (foldable), rulo yapılabilen (rollable) ve esnetilebilen (stretchable) ekranlar olarak tanımlanıyor.

Esnek ekranların üretimi, birçok teknolojide yenilik ve gelişme gerektiriyor. Ancak genel görüşe göre; esnekliğe en uygun ekran türü aktif ışık verici tabakası organik malzemeden oluşan OLED ekranlar. OLED ekran katmanlarına bakınca, esnekliğe giden yolda yapılması gerekenler listesi de kendiliğinden ortaya çıkıyor. Süreçlerle uyumlu esnek alttaşlar (esnek cam ya da plastik), esnek aktif arka plan (ince film transistör katmanı), esnek ışığı geçiren ve iletken bir elektrot malzemesi, bir de esnek kapsülleme (su ve oksijen bariyeri). Dünyada bu liste üzerinden sayısız temel ve uygulamalı araştırma ilerliyor. Grafen ve benzeri 2 boyutlu malzemeler, tam da bu noktada birçok çözüm önerebilecek yeni bir malzeme sınıfını oluşturuyor. 

Grafen aslında bildiğimiz kurşun kalem ucunda bulunan grafitin tek katmanı. Kuramsal olarak imkânsız görülen bu 2 boyutlu kristal, 2010 Nobel Ödülü’nü paylaşan fizikçiler tarafından ilk kez ortaya çıkarıldı. Karbon atomlarının bal peteği örgüsü dizilimiyle oluşturulan, tek atom kalınlığındaki grafenin olağanüstü özellikleri arasında yüksek iletkenlik bulunuyor. Aynı zamanda %97,7 ışık geçirgenliği, çok ışık düşük yansıtıcılığı ve %20’ye kadar deforme olmadan esnetilebiliyor olması dikkat çekiyor. Ayrıca kimyasal olarak da çok kararlı ve birçok üretim sürecinde kullanılabilecek dayanıklılıkta. Bütün bu özellikler bir araya gelince grafen, ekran teknolojileri için ideal bir malzeme olarak ön plana çıkıyor. Tabi sorunları yok değil, mikro boyutlardan makro boyutlara geçildiğinde üretimde bazı sorunlarla karşılaşılıyor. Örneğin iletkenlikte kayıplar, kusur oranının hızla artması ve bunlara koşut olarak yükselen maliyetler…

Bu alandaki önemli çalışmalardan birisi Sabancı Üniversitesi bünyesindeki SUNUM Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezinde; İsmet İ. Kaya önderliğinde Aselsan AŞ işbirliği ve Savunma Sanayii Başkanlığı sponsorluğunda yürütülen “Grafen Tabanlı OLED Ekran Projesi.” 

Proje ekibi, büyük bir başarıya imza atarak geçtiğimiz aylarda 1-inç boyutta 200 dpi çözünürlüklü grafen tabanlı mikro-ekranların yapılabileceğini gösterdi. 

G-OLED ekranlar, tamamen SUNUM’da yer alan “Kuantum Taşınım ve Nanoelektronik Laboratuvarı”nda ve “Temiz Laboratuvar ”da üretildi. Elde edilen sonuçlarla örnek ve önemli bir çalışma olarak, literatüre grafen malzemesinin uygulamada başarılı olabileceğini gösterdi. 

“ELMAS” projesi kapsamında üretilen prototipler, sadece Türkiye’de üretilen ilk ekranlar değil. Aynı zamanda dünyada bu çözünürlükte üretilen ilk grafen tabanlı ekranlar olma özelliğini taşıyor. Bu çalışmanın Türkiye’de mikro ekranların yanı sıra büyük alanlı ekranların ve esnek ekranların üretimi için de önemli bir manivela olması bekleniyor. Ekibin bundan sonraki hedefi ise esnek, renkli, daha yüksek çözünürlüklü ve daha büyük boyutlarda ekranları geliştirebilmek…