Розроблено технологію друку гнучких світлодіодів за допомогою струминного принтера (відео)

Останні кілька років виробники смартфонівпрацюють над створенням пристроїв, що складаються, з гнучким екраном. Проте створені досі екрани назвати гнучкими можна лише умовно – це громіздкі пристрої, як і раніше, а експлуатувати їх слід з обережністю. Створення по-справжньому гнучких дисплеїв може стати реальністю після впровадження нової технології, розробленої в Інженерній школі Маккелві при Вашингтонському університеті в Сент-Луїсі.

Спеціалісти з лабораторії Чуана Ванга, доцентакафедри електротехніки та системної інженерії імені Престона М. Гріна, створили нові матеріали, які поєднали найкращі властивості органічних світлодіодів (OLED) та LED технологій. Також був розроблений новий спосіб виготовлення матеріалу, що використовує струменевий принтер.

Світлодіоди OLED створюються з невеликихорганічних молекул або полімерів. Це гнучкий і досить недорогий матеріал. Проте органічні світлодіоди мають низьку продуктивність та малий термін експлуатації. Тим часом неорганічні світлодіоди, такі як microLED, є високоефективними, надяскравими та дуже надійними, але при цьому вони не гнучкі та дорогі у виробництві.

Розробник Чуан Ванг зазначив, що у йоголабораторії створено принципово новий матеріал – органічно-неорганічне з'єднання, що інтегрувало найкращі властивості OLED та microLED технологій. Для цього було використано особливий тип кристалічного матеріалу, названий модифікованим металоорганічним галогенідним перовскітом.

Традиційна технологія нанесення рідкогоперовскіту на підкладку використовує метод центрифугування, при якому крапля матеріалу розтікається по поверхні, що обертається і покриває його тонким шаром. Нова технологія використовує для цього струменевий принтер, що дозволяє наносити перовскіт з високою точністю, з якою друкує окремі літери на папері. При цьому процес скорочується з 5 годин до 25 хвилин. Також знижується і витрата дорогого перовскіту (при центрифугуванні частина матеріалу розбризкується, не прилипаючи до підкладки).

Важливою перевагою використання струменевогопринтер є можливість друку на різних матеріалах, таких, наприклад, як гума. За заявою Ванга, маючи такий матеріал, можна буде створювати смартфони до розмірів планшета. Однак для створення таких пристроїв самі світлодіоди повинні бути еластичними, що не властиве перовскіту.

Проблему було вирішено за допомогою «вбудовування»кристалів неорганічного перовскіту в органічну полімерну матрицю, що складається з полімерних сполучних. В результаті вийшли гнучкі матриці, що розтягуються, названі PeLED.

У ході тривалих експериментів із створенняПерші PeLED фахівці зіткнулися з декількома проблемами, основна з яких полягала у запобіганні змішуванню перовскіту з іншими матеріалами. Зрештою вчені знайшли оптимальний матеріал та найкращу товщину, щоб збалансувати продуктивність та захист пристрою. Результатом досліджень став перший друкований на струменевому принтері PeLED дисплей. Технологія виробництва PeLED екранів вже оформлена патентом.

У майбутньому світлодіоди PeLED можна використовувати дляосвітлення приміщень, завдаючи покриття на стіни або створювати гігантські настінні екрани для перегляду відео. Матеріал на основі PeLED можна використовувати при розробці недорогих компактних пристроїв з гнучкими дисплеями.

Джерело: scitechdaily