نمایشگری که بدون از دست دادن وضوح تا دوبرابر طول خود کشیده می‌شود

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، محققان یک صفحه نمایش OLED جدید ابداع کرده اند که می تواند تا بیش از دو برابر طول خود کشیده شود و در عین حال انتشار نور و تصویر واضح را حفظ کند. این توسعه در را به روی طیف گسترده ای از لوازم الکترونیکی پوشیدنی باز می کند.

یک دیود ساطع کننده نور آلی (OLED) حاوی ورقه های نازک و انعطاف پذیری از مولکول های آلی کوچک است که در پاسخ به جریان الکتریکی نور ساطع می کند. نمایشگرهای OLED نسبت به نمایشگرهای LED و LCD قدیمی‌تر در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کنند و برای ساخت تلویزیون‌ها و صفحه‌نمایش‌های رایانه و نمایشگرهای گوشی‌های هوشمند و کنسول‌های بازی دستی استفاده می‌شوند.

پس از چندین دهه توسعه، OLED ها به یکی از پیشرفته ترین فناوری های الکترولومینسانس تبدیل شده اند. اما محققان همیشه به دنبال کاربردهای جدید هستند. با ولتاژ پایین، راندمان و روشنایی بالا و قیمت پایین، OLED ها فناوری مناسبی برای ادغام در دستگاه های پوشیدنی و کاشتنی هستند. اما برای بهبود نرمی و کشش خود نیاز به تغییراتی دارند.

محققان دانشگاه شیکاگو که با پیوندهای شیمیایی محکم  OLED های فعلی مقابله کرده اند تا جایگزینی کاملاً جدید و کشش پذیرتر ایجاد کنند.

موادی که در حال حاضر در این نمایشگرهای OLED پیشرفته استفاده می شود بسیار شکننده هستند. سیهونگ وانگ، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: آنها قابلیت کشش ندارند. اما هدف ما ایجاد چیزی بود که الکترولومینسانس OLED را با پلیمرهای قابل کشش حفظ کند.

محققان با پیشینه ای که در مهندسی مولکولی داشتند، می دانستند که توسعه یک OLED کششی نیاز به دستکاری مولکولی دارد.آن ها با استفاده از پیش‌بینی‌های محاسباتی برای توسعه پلیمرهای OLED جدید خود و آزمایش چندین نمونه اولیه، برنده‌ای را با فلورسانس تأخیری فعال شده با حرارت (TADF)، راهی بسیار کارآمد برای اجازه دادن به مواد آلی برای تبدیل الکتریسیته به نور، کشف کردند.

با تعبیه آلکیل ها - مواد شیمیایی آلی که فقط حاوی اتم های کربن و هیدروژن هستند که به صورت زنجیره ای مرتب شده اند - در پلیمر بین واحدهای TADF، نرمی و انعطاف پذیری افزایش یافت. OLED جدید طراحی شده می تواند تا بیش از دو برابر طول اصلی خود کشیده شود بدون اینکه توانایی انتشار نور یا نمایش تصویر واضح را مختل کند.

خوان دی پابلو، نویسنده همکار در این مقاله گفت: "ما توانسته ایم مدل های اتمی پلیمرهای جدید مورد علاقه مان را توسعه دهیم و با این مدل ها، آنچه را که این مولکول ها را می کشد و سعی می کنید آنها را خم کنید، شبیه سازی کردیم."  اکنون که این ویژگی ها را در سطح مولکولی درک می کنیم، چارچوبی برای مهندسی مواد جدید داریم که در آن انعطاف پذیری و درخشندگی بهینه شده است.

به نظر می‌رسد این نوع جدید OLED از سیستم نظارت بر سلامت پوشیدنی سامسونگ که در سال 2021 معرفی شد، عملکرد بهتری دارد، که می‌تواند تا 30 درصد افزایش یابد، بدون اینکه تأثیر منفی بر عملکرد نمایشگر یا نظارت داشته باشد. محققان می گویند که دستگاه OLED قابل کشش آنها می تواند طیف گسترده ای از کاربردها را در سنسورهای الکترونیکی پوشیدنی نسل بعدی و سلامت داشته باشد.

د پابلو گفت: «این کلاس موادی است که شما به آن نیاز دارید تا در نهایت بتوانید صفحه نمایش های واقعاً انعطاف پذیر را توسعه دهید. این کار واقعاً بنیادی است و من انتظار دارم که مارا به بسیاری از فناوری‌هایی که حتی به آن فکر نکرده‌ایم برساند.»

این تیم قصد دارد نسخه های جدیدی از صفحه نمایش را توسعه دهد، رنگ های اضافی را در فلورسانس ادغام کند و عملکرد و کارایی را بهبود بخشد.

وانگ گفت: "هدف ما این است که در نهایت به همان سطح عملکردی برسیم که فناوری های تجاری موجود دارند."

این مطالعه در Nature Materials منتشر شده است.