Venyvä kvanttipistenäyttö säilyttää kuvan laadun

DGIST:n energiatieteiden ja -tekniikan laitoksen professori Jiwoong Yangin johtama korealaisten tutkijoiden sryhmä on kehittänyt maailman ensimmäisen perustavanlaatuisen teknologian erittäin korkean resoluution venyvälle kvanttipistenäytölle (QLED), joka voi venyä vapaasti kuin iho säilyttäen samalla terävän kuvanlaadun.

”Venyviä näyttöjä”, joita voidaan venyttää ja muuttaa vapaasti, pidetään laajalti avainteknologiana seuraavan sukupolven puettaville laitteille ja elektronisille kalvoille, jotka ulottuvat nykyisten taittuvien ja rullautuvien näyttöjen ulkopuolelle.

Perinteiset teknologiat venyttävät kuitenkin vain johtoja (liitäntöjä) ja jättävät valoa emittoivat alueet ennalleen. Tämän seurauksena valoa emittoivan näyttöalueen osuus pienenee näyttöä venytettäessä, mikä johtaa kuvanlaadun merkittävään heikkenemiseen.

Näiden rajoitusten voittamiseksi tutkijat ovat aktiivisesti kehittäneet "luontaiseen venyvyyteen" perustuvia valoa emittoivia rakenteita, joissa pikselit venyvät kuin kuminauhat. Pehmeiden, kumin kaltaisten venyvien valoa emittoivien kerrosten tarkka kuviointi hienoiksi, korkean resoluution pikseleiksi on kuitenkin osoittautunut erittäin haastavaksi. Lisäksi perinteiset orgaanisen elektroniikan komposiittimateriaalit ovat kärsineet merkittävästi heikentyneestä värintoistosta ja kirkkaudesta.

Näiden haasteiden ratkaisemiseksi tutkimusryhmä kehitti uuden valmistusprosessin nimeltä "LIFT" erittäin korkean resoluution venyviä QLED-näyttöjä varten. Teknologia sitoo kemiallisesti kvanttipisteitä – valoa emittoivia nanopartikkeleita – elastiseen polymeeriin, joka voi venyä kuten kumi, ja siirtää sitten hienoja kuvioita pinnalle, aivan kuten sinettiä leimattaessa.

Tiimi sovelsi erityisesti valoa emittoivan kerroksen pintaan erikoiskäsittelyä sen sähkönjohtavuuden ja tarttuvuuden parantamiseksi, mikä mahdollisti sekä tarkan kuvion muodostumisen että erinomaisen valon emittointitehon.

Tämän teknologian avulla tutkimusryhmä loi onnistuneesti erittäin korkean resoluution kuvioita, joiden pikselitiheys oli jopa 16 000 pikseliä tuumalla (PPI), ja tuotti korkealaatuisia monivärisiä pikseleitä käyttämällä venyviä punaisia, vihreitä ja sinisiä (RGB) valoa emittoivia kerroksia.

Uusi näyttörakenne saavutti 53 300 nitin maksimikirkkauden, mikä ylittää reilusti aiemman ennätykset ja edustaa venyvien näyttöjen korkeinta raportoitua tasoa. Näyttö toimi myös vakaasti ilman mekaanisia vaurioita tai kuvanlaadun heikkenemistä, vaikka sitä venytettiin noin 65 % alkuperäistä pituuttaan pidemmäksi.

”Tämä tutkimus on erittäin merkittävä, koska saavutimme samanaikaisesti hienojakoisen pikselien valmistuksen ja parannetun valon emittointikyvyn hallitsemalla pintoja ja rajapintoja tarkasti säilyttäen samalla kvanttipistekomposiittien venyvyyden”, sanoo DGIST:n professori Jiwoong Yang. ”Yhdistämällä materiaalien kemiallisen suunnittelun onnistuneesti tarkkuusvalmistustekniikoihin tämä tutkimus laajentaa merkittävästi seuraavan sukupolven venyvien näyttöjen kaupallistamispotentiaalia.”

Aiheesta aiemmin:

Joustava näyttö joustavalla metallilla

Uusi joustava valoa emittoiva materiaali