A tecnologia abre porta para telas eletrônicas onipresentes e facilmente fabricadas
Minneapolis / st.PAUL (01/07/2022)-Em um novo estudo inovador, pesquisadores da Universidade de Minnesota Twin Cities usaram uma impressora personalizada para imprimir totalmente em 3D um diodo de emissor de luz orgânico flexível (OLED).A descoberta pode resultar em displays OLED de baixo custo no futuro, que poderiam ser amplamente produzidos usando impressoras 3D por qualquer pessoa em casa, em vez de técnicos em instalações caras de microfabricação.
A pesquisa é publicada em Science Advances, uma revista científica revisada por pares publicada pela American Association for the Avanço da Ciência (AAAS).
A tecnologia OLED de exibição é baseada na conversão da eletricidade em luz usando uma camada de material orgânico.O OLEDS funciona como displays digitais de alta qualidade, que podem ser flexíveis e usados em dispositivos em larga escala, como telas e monitores de televisão, bem como eletrônicos portáteis, como smartphones.Os displays OLED ganharam popularidade porque são leves, eficientes em termos de energia, finos e flexíveis, e oferecem um amplo ângulo de visualização e alta taxa de contraste.
"As exibições OLED geralmente são produzidas em grandes instalações de fabricação ultra-limpa", disse Michael McAlpine, um professor da Universidade de Minnesota Kuhrmeyer, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e autor sênior do estudo.“Queríamos ver se poderíamos basicamente condensar tudo isso e imprimir uma tela OLED em nossa impressora 3D de tabela, que era construída personalizada e custa o mesmo que um Tesla Model S.”
O grupo já havia tentado exibição 3D de impressão OLED, mas eles lutaram com a uniformidade das camadas emissoras de luz.Outros grupos impressos parcialmente impressos, mas também se basearam em evaporação térmica ou de revestimento de spin para depositar certos componentes e criar dispositivos funcionais.
Neste novo estudo, a equipe de pesquisa da Universidade de Minnesota combinou dois modos diferentes de impressão para imprimir as seis camadas de dispositivos que resultaram em uma tela de diodo de emissura orgânica flexível e totalmente impressa em 3D.Os eletrodos, interconexões, isolamento e encapsulamento foram impressos de extrusão, enquanto as camadas ativas foram impressas em spray usando a mesma impressora 3D à temperatura ambiente.O protótipo de exibição era de cerca de 1.5 polegadas de cada lado e tinha 64 pixels.Cada pixel trabalhava e exibia luz.
"Eu pensei que conseguiria alguma coisa, mas talvez não seja uma exibição totalmente funcional", disse Ruitao Su, o primeiro autor do estudo e um pH da Engenharia Mecânica da Universidade de Minnesota de 2020.D.Graduado que agora é pesquisador de pós -doutorado no MIT.“Mas então todos os pixels estavam funcionando, e eu posso exibir o texto que projetei.Minha primeira reação foi 'é real!' Eu não consegui dormir, a noite toda.”
SU disse que a tela impressa em 3D também é flexível e pode ser embalada em um material encapsulado, o que poderia torná-lo útil para uma ampla variedade de aplicações.
"O dispositivo exibiu uma emissão relativamente estável nos 2.000 ciclos de flexão, sugerindo que OLEDs impressos totalmente 3D podem ser potencialmente usados para aplicações importantes em eletrônicos macios e dispositivos vestíveis", disse Su ".
Os pesquisadores disseram.
"A parte agradável de nossa pesquisa é que a fabricação está toda construída, por isso não estamos conversando 20 anos com alguma visão de 'torta no céu'", disse McAlpine.“Isso é algo que realmente fabricamos no laboratório, e não é difícil imaginar que você possa traduzir isso para imprimir todos os tipos de exibições em casa ou em movimento em apenas alguns anos, em uma pequena impressora portátil.”
Além de McAlpine e SU, a equipe de pesquisa incluiu pesquisadores de engenharia mecânica da Universidade de Minnesota, Xia Ouyang, pesquisadora de pós -doutorado;Sung Hyun Park, que agora é pesquisador sênior do Instituto de Tecnologia Industrial da Coréia;e Song Ih Ahn, que agora é professor assistente de engenharia mecânica na Universidade Nacional de Pusan na Coréia.
A pesquisa foi financiada principalmente pelo Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia dos Institutos Nacionais de Saúde (prêmio no.1DP2EB020537) Com apoio adicional da Boeing Company e da Iniciativa Minnesota Discovery, Research and Innovation Economy (MNDRIVE) através do estado de Minnesota.Partes deste estudo foram realizadas no Minnesota Nano Center, que é apoiado pela National Science Foundation por meio da Rede Nacional de Infraestrutura Coordenada Nano (NNCI).
Para ler todo o artigo de pesquisa intitulado “Diodos de diodo emissores orgânicos flexíveis em emissores de luz 3D”, visite o site da Science Advances.
