Studiuesit zhvillojnë ekranin e parë OLED të printuar plotësisht 3D dhe fleksibël

Në një studim të ri novator, studiuesit në Universitetin e Qyteteve Binjake të Minesotës përdorën një printer të personalizuar për të printuar plotësisht 3D një ekran fleksibël organik me diodë që lëshon dritë (OLED). Zbulimi mund të rezultojë në ekrane OLED me kosto të ulët në të ardhmen që mund të prodhohen gjerësisht duke përdorur printera 3D nga kushdo në shtëpi, në vend të teknikëve në objektet e shtrenjta të mikrofabrikimit.

Teknologjia e ekranit OLED bazohet në shndërrimin e energjisë elektrike në dritë duke përdorur një shtresë materiale organike. OLED funksionojnë si ekrane dixhitale me cilësi të lartë, të cilat mund të bëhen fleksibël dhe të përdoren si në pajisje të shkallës së gjerë, si ekranet e televizorit dhe monitorët, ashtu edhe në pajisjet elektronike të dorës si telefonat inteligjentë. Ekranet OLED kanë fituar popullaritet sepse janë të lehta, me efikasitet energjie, të hollë dhe fleksibël dhe ofrojnë një kënd të gjerë shikimi dhe raport të lartë kontrasti.

“Ekranet OLED prodhohen zakonisht në objekte fabrikimi të mëdha, të shtrenjta dhe ultra të pastra,” tha Michael McAlpine, profesor i kryetarit të familjes Kuhrmeyer në Universitetin e Minesotës në Departamentin e Inxhinierisë Mekanike dhe autori i lartë i studimit. “Ne donim të shihnim nëse në thelb mund t’i kondensonim të gjitha këto dhe të printonim një ekran OLED në printerin tonë 3D të tavolinës, i cili ishte ndërtuar me porosi dhe kushton pothuajse njësoj si një Tesla Model S.”

Grupi kishte provuar më parë printimin 3D të ekraneve OLED, por ata luftuan me uniformitetin e shtresave që lëshojnë dritë. Grupe të tjera printonin pjesërisht ekrane, por gjithashtu mbështeteshin në veshjen me rrotullim ose avullimin termik për të depozituar disa komponentë dhe për të krijuar pajisje funksionale.

Në këtë studim të ri, ekipi hulumtues i Universitetit të Minesotës kombinoi dy mënyra të ndryshme printimi për të printuar gjashtë shtresat e pajisjes që rezultuan në një ekran të diodës organike fleksibël të printuar plotësisht në 3D. Elektrodat, ndërlidhjet, izolimi dhe kapsulimi u printuan të gjitha me nxjerrje, ndërsa shtresat aktive u printuan me spërkatje duke përdorur të njëjtin printer 3D në temperaturën e dhomës. Prototipi i ekranit ishte rreth 1.5 inç në secilën anë dhe kishte 64 piksele. Çdo piksel funksiononte dhe shfaqte dritë.

“Mendova se do të merrja diçka, por ndoshta jo një ekran plotësisht funksional,” tha Ruitao Su, autori i parë i studimit dhe një doktoraturë e inxhinierisë mekanike në Universitetin e Minesotës në vitin 2020. i diplomuar i cili tani është një studiues postdoktoral në MIT. “Por më pas doli që të gjithë pikselët po funksiononin, dhe unë mund të shfaq tekstin që kam projektuar. Reagimi im i parë ishte “Është e vërtetë!” Nuk munda të flija, tërë natën”.

Su tha se ekrani i printuar në 3D ishte gjithashtu fleksibël dhe mund të paketohej në një material kapsulues, i cili mund ta bënte atë të dobishëm për një shumëllojshmëri të gjerë aplikimesh.

“Pajisja shfaqi një emetim relativisht të qëndrueshëm gjatë 2,000 cikleve të përkuljes, duke sugjeruar që OLED-të e printuara plotësisht 3D mund të përdoren potencialisht për aplikime të rëndësishme në elektronikë të butë dhe pajisje të veshura,” tha Su.

Studiuesit thanë se hapat e ardhshëm janë printimi 3D i ekraneve OLED me rezolucion më të lartë me ndriçim të përmirësuar.

“Pjesa e bukur e kërkimit tonë është se prodhimi është i ndërtuar, kështu që ne nuk po flasim për 20 vjet me një vizion “byrek në qiell”,” tha McAlpine. “Kjo është diçka që ne në fakt e kemi prodhuar në laborator dhe nuk është e vështirë të imagjinohet se mund ta përktheni këtë në printimin e të gjitha llojeve të ekraneve vetë në shtëpi ose në lëvizje brenda pak vitesh, në një printer të vogël portativ.”

Përveç McAlpine dhe Su, ekipi hulumtues përfshinte studiues të inxhinierisë mekanike të Universitetit të Minesotës Xia Ouyang, një studiuese postdoktorale; Sung Hyun Park, i cili tani është një studiues i lartë në Institutin Korean të Teknologjisë Industriale; dhe Song Ih Ahn, i cili tani është asistent profesor i inxhinierisë mekanike në Universitetin Kombëtar Pusan ​​në Kore.