Ученые разработали новый OLED-дисплей, который можно растянуть более чем в два раза, сохраняя при этом яркость и четкость изображения. Разработка открывает двери для широкого спектра носимой электроники.
Органический светодиод (OLED) содержит тонкие гибкие листы небольших органических молекул, которые излучают свет в ответ на воздействие электрического тока. Дисплеи OLED более энергоэффективны, чем старые светодиодные и жидкокристаллические дисплеи. Они используются для создания 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 подходы. Благодаря низкому энергопотреблению, высокой эффективности и яркости, а также низкой цене OLED-диоды являются идеальной технологией для интеграции в носимые и имплантируемые устройства. Но для этого все еще нужно улучшить их гибкость и растяжимость. На этом и сфокусировались исследователи из Чикагского университета.
Сверхрастяжимый OLED-диод
«Материалы, используемые в настоящее время в современных OLED-дисплеях, очень хрупкие; у них нет никакой растяжимости. Нашей целью было создать то, что поддерживало бы электролюминесценцию в OLED, но с растяжимыми полимерами», - говорит Сихонг Ван, соавтор исследования.
В основу исследования лежат «длинные» полимеры с гибкими молекулярными цепочками. Исследователи разработали базу для создания OLED с необычными характеристиками, вычисляя вероятную эластичность создаваемых электролюминесцентных полимеров. В результате был выбран материал с «термически активируемой замедленной флюоресценцией» (TADF).
По словам учёных, даже при растяжении на 100 % их TADF-полимеры сохраняют эффективность светоизлучения. Внешний квантовый выход (EQE) составил 10 %, это более чем вдвое выше, чем у растяжимых OLED предыдущего поколения.
«Мы смогли разработать атомные модели новых полимеров, представляющих интерес, и с помощью этих моделей мы смоделировали, что происходит с этими молекулами, когда вы растягиваете их или пытаетесь их согнуть. Теперь, когда мы понимаем эти свойства на молекулярном уровне, у нас есть основа для проектирования новых материалов, где оптимизируются гибкость и люминесценция», - говорит Хуан де Пабло, соавтор исследования.
По словам ученых, этот класс материалов позволит разрабатывать по-настоящему гибкие экраны.
Теперь команда намерена создать новые прототипы дисплеем, интегрируя дополнительные цвета во флуоресценцию и повышая производительность и эффективность.
Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.
