Ledejä ja näyttöjä iholle

Elektronisten laitteiden integrointi ihmiskehoon esimerkiksi lääketieteen ja urheilijoiden käyttöön on tutkijoiden tavoitteena ympäri maailmaa. Iholle puettavan elektroniikan on oltava ohutta ja joustavaa.

Kuitenkin useimmat ratkaisut ovat toistaiseksi vaatineet paksuhkoja alustoja, joilla on rajallinen joustavuus samalla kun ohuet ja joustavat orgaaniset piirirakenteet eivät ole olleet riittävän vakaita toimimaan normaalissa ilmanalassa.

Tokion yliopiston tutkijat ovat nyt kehittäneet erittäin ohuen ja joustavan suojakerroksen ja osoittivat sen käyttöä luomalla ilmalle vakaita, orgaanisiin valodiodeihin (OLED) perustuvan näytön.

Kehitetty suojakalvo on alle kaksi mikrometriä paksu, ja siitä mahdollista valmistaa ultraohuita, ultrajoustavia, suorituskykyisiä puettavia elektronisia näyttöjä ja muita rakenteita.

Suojakalvossa vuorottelevat epäorgaaninen (Silicon Oxynitrite) ja orgaaninen (Parylene) materiaali. Suojakalvo estää hapen ja ilman vesihöyryn kulun sen läpi.

Lisäksi tutkimusryhmä pystyi liittämään läpinäkyvät indiumtinaoksidiset (ITO) elektrodit ultraohuen alustaan sitä vahingoittamatta, jolloin sähköisen ihon näyttö oli mahdollinen.

Käyttämällä uutta suojakerrosta ja ITO-elektrodeja, tutkimusryhmä loi polymeeri valodiodeja (PLED) ja orgaanisia valoilmaisimia (OPDS). Nämä olivat riittävän ohuita kiinnitettäväksi ihoon ja riittävän joustavia kehon liikkeiden vääristymille ja rutistuksille.

Kuvassa on veren happipitoisuuden seurantajärjestelmä. Kynnen punainen ja vihreä polymeeri valodiodi (OLED) suuntaavat loisteensa sormeen. Vastapuolen valoilmaisin lukee sormen läpäissyttä valoa ja sen avulla voi mitata veren happipitoisuutta sekä sykettä. Alimmassa kuvassa PLED-näyttö, jota voidaan näyttää anturien tulosten ilmaisuun.