Joustava näyttö joustavalla metallilla

Chicagon yliopiston tiimi rakentaa seuraavan sukupolven mukautuvia OLED-näyttöjä.

Sihong Wangin ryhmä UChicagon PME:ssä kehitti aiemmin tehokkaan elektroluminesenssimateriaalin, joka kykeni venymään yli kaksinkertaiseksi alkuperäisestä pituudestaan ja silti säteili fluoresoivaa kuviota. Mutta kahden kerroksen – katodikerroksen ja elektroninsiirtokerroksen – piti pysyä jäykkänä, jotta näyttö toimisi.

”Perimmäisenä tavoitteenamme on toteuttaa tehokas, täysin venyvä, valoa emittoiva laite”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja suorittanut Cheng Zhang.

Uudessa työssä innovatiivinen alumiinigeeli ja uudenlainen johtavien polymeerien perhe ylittivät nuo kaksi viimeistä jäykkää estettä.

Elektronit virtaavat OLED-rakenteeseen elektrodin eli katodin, kautta, joka on yleensä valmistettu ohuesta alumiinikalvosta. Valitettavasti venyvän alumiinin valmistaminen on silti vakava haaste.

Testattuaan useita pettymyksiä tuottaneita vaihtoehtoja ja perehdyttyään akateemiseen kirjallisuuteen tiimi teki epäloogisen läpimurron: Jotta alumiinista tulisi venyvää, siitä piti tehdä haurasta.

Alumiinin haurauden aiheuttamien katkosongelmien korjaamiseksi tiimi kehitti sen tueksi galliumin ja indiumin ja alumiinihiutaleiden geeliseoksen.

Kuukauden pituisen vanhentamistestien aikana alumiininestemäisen metallin sähköiset ominaisuudet pysyivät muuttumattomina.

Myös uudenlainen polymeeriperhe auttaa siirtämään elektroneja emissiiviseen kerrokseen.

Jotta OLED loistaisi kirkkaasti, se vaatii hyvän elektronien siirtokerroksen. Tämän tärkeän mutta hauraan kerroksen venyvän version rakentamiseksi tiimi suunnitteli uuden polymeeriperheen, jonka runkona on rengasmaisia, elektronivajaita triatsiinipohjaisia konjugoituja ryhmiä, jotka on yhdistetty toisiinsa alkyyliketjuilla.

Polymeerin renkaat ovat johtavia ja ketjut venyviä ja muuttamalla niiden keskinäistä suhdetta tiimi löysi sopivan johtavuuden ja taipuisuuden tasapainon.

Yhdessä uuden joustavien alumiinikatodien kanssa nämä kaksi innovaatiota muodostavat seuraavan askeleen joustavien digitaalisten näyttöjen tulevaisuudessa.

Jatkossa Wang ja hänen tiiminsä pyrkivät kehittämään venyviä OLED-näyttöjä kaupallisesti kannattavaksi teknologiaksi, jonka suorituskyky on nykyisten jäykkien OLED-näyttöjen tasolla. Tämä mahdollistaa niiden käytön monenlaisissa älykkäissä, ihmiseen integroiduissa elektroniikka- ja humanoidijärjestelmissä.

Aiheesta aiemmin:

Uusi joustava valoa emittoiva materiaali

Valoa tehokkaammin ja valolla tunnustellen

Kvanttipisteledi taipuu kuin paperi