Новая технология позволяет печатать гибкие светодиоды на струйном принтере

Новая технология позволяет печатать гибкие светодиоды на струйном принтере

Усилия ряда производителей по созданию складных телефонов привели к появлению сгибаемых дисплеев, но они по-прежнему громоздки и не то чтобы очень гибки. А если бы мы могли свернуть наш мобильный телефон и положить его в бумажник? Или, если у нас нет кармана, можно было бы намотать его на запястье и носить как браслет?

Следующий шаг в развитии цифровых дисплеев, разрабатываемый в Инженерной школе МакКелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе, может сделать это реальностью. Исследователи из лаборатории Чуана Ванга, доцента кафедры электротехники и системной инженерии в Престонском университете, разработали новый материал, который обладает лучшими качествами LED и OLED технологий. Технология производства, в свою очередь, опирается на струйный принтер.

В чем суть проблемы

Органические светодиоды, изготовленные из небольших молекул или полимерных материалов, являются дешевыми и гибкими. «Их можно согнуть или растянуть, но у них относительно низкая производительность и короткий срок службы», — говорит доцент Ванг. «Неорганические светодиоды, такие как micro-LED, обладают высокой производительностью, сверхярким свечением и очень надежны, но они не гибкие и очень дорогие. То, что мы сделали, — это органическо-неорганическое соединение. Это объединяет лучшее из обоих миров».

Ученые использовали особый тип кристаллического материала под названием перовскит из галогенида металла, хотя и с некоторыми улучшениями. Вместо традиционного нанесения вещества перовскита на подложку с помощью роликового механизма ученые решили использовать струйный принтер. Это позволяет экономить материал, поскольку перовскит может быть нанесен только там, где он необходим, с точностью, с которой буквы и цифры печатаются на листе бумаги. Процесс идет гораздо быстрее, сокращая время производства с более чем пяти часов до менее чем 25 минут.

Еще одно преимущество использования метода струйной печати способно изменить будущее электроники: перовскит можно печатать на различных нетрадиционных подложках. Однако для того, чтобы такой дисплей был гибким, печать твердых светодиодов на мягкой подложке не подойдет. Сами светодиоды должны быть гибкими. Перовскит таковым не является.

В чем суть решения

Ведущий автор Цзиньи Чжао, кандидат наук в лаборатории Ванга, смог решить эту проблему, встроив неорганические кристаллы перовскита в органическую полимерную матрицу из полимерных связующих. Сформированные таким образом образцы PeLED оказываются эластичными и растяжимыми по своей природе.

Звучит просто, но это достижение — результат борьбы с целым рядом трудностей. Главным из них является предотвращение смешивания различных слоев материала, которые расположены как сэндвич, для достижения желаемого результата. В конце концов и это было решено, и теперь Управление по управлению технологиями университета оформило патент на технологию и метод производства.

Перспективы

Дисплеи PeLED, о которых идет речь, могут быть лишь первым шагом революции в электронике: стены квартир, например, будут обеспечивать освещение или даже получать возможность демонстрации фильмов. Такие дисплеи могут быть использованы для создания легких носимых устройств, гибких и простых в производстве.

Источник: scitechdaily

Иллюстрации: Wustl/Wang Lab

Для тех, кто хочет знать больше: