Um novo diodo emissor de luz de ponto quântico ultrafino (QLED) que se dobra e dobra como um pedaço de papel de origami pode ser ideal para telas de última geração e telefones celulares dobráveis. O dispositivo foi feito usando gravação a laser, e pesquisadores do Instituto de Ciências Básicas da Coréia dizem que a mesma técnica também poderia ser usada para criar estruturas QLED com formas 3D complexas que resistem a dobramentos repetidos.
Dispositivos emissores de luz flexíveis baseados em pontos quânticos e luminóforos orgânicos estão no centro das tecnologias de exibição modernas. Alguns dispositivos feitos desses materiais eletroluminescentes são agora tão finos – os QLEDs, em particular, podem ser mais finos do que 5 mícrons – que continuam a operar apesar de serem dobrados, dobrados ou mesmo enrolados. Os pesquisadores agora procuram ir além dessas tecnologias e desenvolver monitores que possam se transformar de 2D em 3D ou vice-versa. Esses monitores podem ser usados em telas de grande escala da próxima geração ou miniaturizados para uso em telefones celulares.
Cortes e dobras com técnica de origami
Origami é uma maneira simples e confiável de converter materiais 2D em estruturas 3D e foi recentemente aplicado em eletrônica para fazer uma matriz fotodetectora 3D de disseleneto de molibdênio. Nesse caso, os pesquisadores converteram um fotodetector 2D ultrafino em uma estrutura pop-up 3D em forma de cúpula.
No trabalho mais recente, que é descrito na Nature Electronics, uma equipe liderada por Dae-Hyeong Kim e Taeghwan Hyeon do Center for Nanoparticle Research do IBS usou um novo tipo de técnica de padronização a laser para formar linhas de dobramento e corte em QLEDS planares convencionais . No processo de fabricação da equipe, as camadas emissoras de luz do material são protegidas de sobre-corrosão por uma camada “anti-corrosão” à base de prata depositada na superfície QLED. Um laser de dióxido de carbono pulsado e controlado por energia permite que os pesquisadores controlem com precisão a profundidade da corrosão. Como a parte gravada a laser do dispositivo é mais fina do que a área ao redor, o dispositivo dobra-se facilmente ao longo dessas linhas gravadas.
Protegido de tensão externa
Kim, Hyeon e colegas tiveram sucesso na criação de arquiteturas QLED com raios de curvatura de apenas 0,047 mm. Consequentemente, as linhas de dobra nos dispositivos se assemelham a bordas afiadas sem curvas visíveis, permitindo que os dispositivos sejam dobrados em estruturas 3D nas quais as linhas de dobra assumem a maior parte da deformação aplicada. Os dispositivos acabados são, portanto, protegidos de tensões externas e continuam a emitir luz mesmo depois de serem repetidamente dobrados 500 vezes.
Os pesquisadores usaram seus QLEDs dobráveis para construir uma matriz passiva em forma de estrela exibindo letras e números, bem como outras estruturas 3D em forma de pirâmide, cubo, avião e até mesmo uma borboleta. Kim observa que, embora a equipe IBS fabricasse matrizes QLED compostas de 64 pixels individuais, a mesma técnica poderia ser usada para fazer telas mais complexas no futuro.
Os pesquisadores agora planejam desenvolver QLEDs deformáveis que podem assumir vários fatores de forma para telas de última geração. No longo prazo, Hyeon sugere que a nova técnica poderia ser usada para criar papel eletrônico que dobra tão facilmente quanto o tipo tradicional. “Quem sabe quando chegará o dia em que o papel eletrônico com uma unidade de exibição poderá substituir o papel real?” ele diz.
Publicado em 07/12/2021 08h59
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