چاپ صفحه نمایش‌های انعطاف‌پذیر امکان‌پذیر است؟

مطمئناً می‌توانید دو صفحه نمایش را که با یک لولا به هم متصل شده‌اند، تلفن همراه تاشو صدا کنید، اما اگر بتوانید آن را بچرخانید و در کیف پول خود قرار دهید، چطور؟

کد خبر: ۹۷۵۲۰۲

شنبه - ۱۵ آبان ۱۴۰۰ / November 06, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، مطمئناً می‌توانید دو صفحه نمایش را که با یک لولا به هم متصل شده‌اند، تلفن همراه تاشو صدا کنید، اما اگر بتوانید آن را بچرخانید و در کیف پول خود قرار دهید، چطور؟ یا آن را دور مچ خود بکشید تا به عنوان ساعت استفاده کنید؟

گام بعدی در زمینه نمایشگر‌های دیجیتالی که در دانشکده مهندسی مک کلوی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس توسعه یافته است می‌تواند این رویا‌ها را به واقعیت تبدیل کند.

ابتدا دیود‌های ساطع کننده نور یا LED‌ها وجود داشت. سپس، LED‌های ارگانیک یا OLED‌ها متولد شدند. اکنون، محققان آزمایشگاه چوان وانگ، استادیار گروه مهندسی برق، ماده جدیدی ارائه کرده‌اند که با استفاده از چاپگر جوهر افشان تولید می‌شود.

LED‌های آلی، از مولکول‌های کوچک ارگانیک یا مواد پلیمری، ارزان و انعطاف پذیر ساخته شد‌ه‌اند. وانگ می‌گوید: «می‌توانید آن‌ها را خم کنید یا بکشید، اما OLED‌ها عملکرد نسبتاً پایین و عمر کوتاهی دارند. LED‌های معدنی مانند microLED‌ها دارای عملکرد بالا، فوق العاده روشن و بسیار قابل اعتماد هستند، اما انعطاف پذیر نیستند و بسیار گرانقیمت هستند.»

او گفت: «آنچه ما ساخته‌ایم یک ترکیب آلی-معدنی است که مزیت هر دو را یکجا دارد.»

آن‌ها از نوع خاصی از مواد بلوری به نام پروسکیت هالید ارگانومتال استفاده کردند. روش سنتی برای ایجاد یک لایه نازک از پروسکایت به شکل مایع، این است که آن را بر روی یک بستر صاف و در حال چرخش، بچکانید. با چرخش بستر، مایع پخش می‌شود و در نهایت آن را به صورت یک لایه نازک در می‌آورد. با این کار می‌توان آن را به LED‌های پروسکایت یا PeLED تبدیل کرد.

با این حال، مقدار زیادی از مواد در این فرایند هدر می‌رود، هنگامی که بستر در چندین هزار دور در دقیقه می‌چرخد، برخی از پروسکایت‌های چکه کرده، پخش شده و به بستر نمی‌چسبند.

وانگ می‌گوید: «به دلیل مایع بودن، ما تصور می‌کردیم که می‌توانیم از چاپگر جوهر افشان استفاده کنیم.»

ساخت جوهر افشان باعث صرفه‌جویی در مواد می‌شود، زیرا پروسکایت می‌تواند تنها در جایی که نیاز است ذخیره شود. بدون پاشش، زباله کمتری تولید شده و این فرایند نیز بسیار سریعتر خواهد بود و زمان ساخت را از بیش از پنج ساعت به کمتر از ۲۵ دقیقه کاهش می‌دهد.

یکی دیگر از مزایای استفاده از روش چاپ جوهر افشان این است که آینده الکترونیک را تغییر می‌دهد. پروسکایت را می‌توان بر روی انواع زیر لایه‌های غیر متعارف چاپ کرد.

LED‌ها در پیکربندی ساندویچ مانند، حداقل با یک لایه ساطع کننده، یک لایه آند و یک لایه کاتد ساخته شده‌اند. گاهی اوقات ممکن است از لایه‌های اضافی مانند لایه‌های انتقال الکترون و حفره نیز استفاده شود. ژائو مجبور بود لایه پروسکایت را از مخلوط شدن با سایر لایه‌ها در امان نگه دارد، به طوری که استفاده از هایلایتر روی جوهر تازه نوشته شده ممکن است آن را لکه دار کند. او باید یک پلیمر مناسب پیدا می‌کرد، پلیمری که بتوان آن را بین پروسکایت و لایه‌های دیگر قرار داد و از آن محافظت کرد در حالی که زیاد در عملکرد PeLED دخالت نمی‌کرد. ژائو گفت: «ما بهترین مواد و بهترین ضخامت را برای ایجاد تعادل بین عملکرد و حفاظت دستگاه پیدا کردیم.»

آن‌ها اولین PeLED‌های کششی را چاپ کردند. این PeLED‌ها ممکن است تنها اولین قدم در انقلاب الکترونیک باشد. نکته بسیار هیجان انگیز این است که بتوانید PeLED‌های کشسان و انعطاف پذیر را به صورت ارزان و سریع چاپ کنید، این کار ممکن است منجر به فناوری‌های جدیدی شود.