Исследователи разработали новый OLED-дисплей, который можно растянуть более чем в два раза, сохраняя при этом световое излучение и четкое изображение. Разработка открывает двери для широкого спектра носимой электроники.
Органический светоизлучающий диод (OLED) содержит тонкие гибкие листы небольших органических молекул, которые излучают свет в ответ на электрический ток. OLED-дисплеи более энергоэффективны, чем старые светодиодные и ЖК-дисплеи, и используются для изготовления экранов телевизоров и компьютеров, а также дисплеев для смартфонов и портативных игровых консолей.
После десятилетий разработки OLED стали одной из самых передовых электролюминесцентных технологий. Но исследователи всегда ищут новые применения. Благодаря низкому напряжению, высокой эффективности и яркости, а также низкой цене OLED являются идеальной технологией для интеграции в носимые и имплантируемые устройства. Но их нужно немного подправить, чтобы они стали более мягкими и растяжимыми.
Познакомьтесь с исследователями из Чикагского университета, которые занимались проблемами жестких химических связей и жесткости современных OLED-панелей, чтобы разработать совершенно новую, более растяжимую альтернативу.
«Материалы, используемые в настоящее время в этом состоянии -художественные OLED-дисплеи очень хрупкие; у них нет никакой растяжимости», — сказал Сихонг Ван, соавтор исследования. «Наша цель состояла в том, чтобы создать что-то, что сохранило бы электролюминесценцию OLED, но с растяжимыми полимерами».
Имея опыт молекулярной инженерии, исследователи знали, что разработка более эластичного OLED потребует некоторых молекулярных манипуляций. Используя расчетные прогнозы для разработки своих новых OLED-полимеров и протестировав несколько прототипов, исследователи нашли победителя с термически активируемой замедленной флуоресценцией (TADF), высокоэффективным способом, позволяющим органическим материалам преобразовывать электричество в свет.
Путем внедрения алкилов — органических химических веществ, которые содержат только атомы углерода и водорода, расположенные в виде цепочек, — в полимер между звеньями TADF были улучшены мягкость и гибкость. Недавно разработанный OLED-экран можно было растянуть более чем в два раза по сравнению с исходной длиной, не нарушая его светоизлучающих свойств и четкости изображения.
«Нам удалось разработать атомные модели интересующих нас новых полимеров, и с помощью этих моделей мы смоделировали, что происходит с этими молекулами, когда вы тянете их и пытаетесь согнуть», — сказал Хуан де Пабло, соавтор исследования. изучение. «Теперь, когда мы понимаем эти свойства на молекулярном уровне, у нас есть основа для разработки новых материалов, в которых оптимизированы гибкость и люминесценция».
Похоже, что этот новый тип OLED превзойдет носимую систему мониторинга здоровья Samsung. , объявленный в 2021 году, который может увеличиться на 30% без негативного влияния на производительность дисплея или мониторинга. Исследователи говорят, что их растягивающееся OLED-устройство может найти широкое применение в носимой электронике следующего поколения и датчиках состояния здоровья.
«Это тот класс материалов, который вам нужен, чтобы, наконец, иметь возможность разрабатывать действительно гибкие экраны. — сказал де Пабло. «Эта работа действительно фундаментальна, и я ожидаю, что она позволит использовать многие технологии, о которых мы даже не думали».
Команда планирует разработать новые версии дисплея, интегрируя дополнительные цвета во флуоресценцию и повышение производительности и эффективности.
«Цель состоит в том, чтобы в конечном итоге достичь того же уровня производительности, что и существующие коммерческие технологии», — сказал Ван.
Исследование было опубликовано в Природные материалы.
