En un nuevo estudio innovador, los investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities usaron una impresora personalizada para imprimir completamente en 3D una pantalla flexible de diodos emisores de luz orgánicos OLED. El descubrimiento podría resultar en pantallas OLED de bajo costo en el futuro quepodría ser ampliamente producido usando impresoras 3D por cualquier persona en casa, en lugar de técnicos en costosas instalaciones de microfabricación.
La tecnología de visualización OLED se basa en la conversión de electricidad en luz utilizando una capa de material orgánico. Los OLED funcionan como pantallas digitales de alta calidad, que pueden hacerse flexibles y utilizarse tanto en dispositivos a gran escala como pantallas de televisión y monitores.como dispositivos electrónicos de mano como los teléfonos inteligentes. Las pantallas OLED han ganado popularidad porque son livianas, de bajo consumo, delgadas y flexibles, y ofrecen un amplio ángulo de visión y una alta relación de contraste.
"Las pantallas OLED generalmente se producen en instalaciones de fabricación grandes, costosas y ultra limpias", dijo Michael McAlpine, profesor de la cátedra de la familia Kuhrmeyer de la Universidad de Minnesota en el Departamento de Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio. "Queríamosver si básicamente podíamos condensar todo eso e imprimir una pantalla OLED en nuestra impresora 3D de sobremesa, que se fabricó a medida y cuesta casi lo mismo que un Tesla Model S".
El grupo había intentado previamente imprimir pantallas OLED en 3D, pero tuvieron problemas con la uniformidad de las capas emisoras de luz. Otros grupos imprimieron pantallas parcialmente, pero también confiaron en el revestimiento por rotación o la evaporación térmica para depositar ciertos componentes y crear dispositivos funcionales.
En este nuevo estudio, el equipo de investigación de la Universidad de Minnesota combinó dos modos diferentes de impresión para imprimir las seis capas del dispositivo que dieron como resultado una pantalla de diodo emisor de luz orgánico flexible y completamente impresa en 3D. Los electrodos, las interconexiones, el aislamiento yEl encapsulado se imprimió por extrusión, mientras que las capas activas se imprimieron por pulverización utilizando la misma impresora 3D a temperatura ambiente. El prototipo de pantalla tenía aproximadamente 1,5 pulgadas de cada lado y tenía 64 píxeles. Cada píxel funcionaba y mostraba luz.
"Pensé que obtendría algo, pero tal vez no una pantalla completamente funcional", dijo Ruitao Su, el primer autor del estudio y un doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota en 2020 que ahora es investigador postdoctoral en el MIT"Pero resulta que todos los píxeles estaban funcionando y puedo mostrar el texto que diseñé. Mi primera reacción fue '¡Es real!'. No pude dormir en toda la noche".
Su dijo que la pantalla impresa en 3D también era flexible y podía empaquetarse en un material encapsulado, lo que podría hacerla útil para una amplia variedad de aplicaciones.
"El dispositivo exhibió una emisión relativamente estable durante los 2000 ciclos de flexión, lo que sugiere que los OLED impresos completamente en 3D pueden usarse potencialmente para aplicaciones importantes en electrónica blanda y dispositivos portátiles", dijo Su.
Los investigadores dijeron que los siguientes pasos son imprimir pantallas OLED en 3D que tienen una resolución más alta con un brillo mejorado.
"Lo bueno de nuestra investigación es que la fabricación está integrada, por lo que no estamos hablando de 20 años con una visión de 'pastel en el cielo'", dijo McAlpine. "Esto es algo que en realidad fabricamos enel laboratorio, y no es difícil imaginar que podría traducir esto en la impresión de todo tipo de pantallas nosotros mismos en casa o sobre la marcha dentro de unos pocos años, en una pequeña impresora portátil".
Además de McAlpine y Su, el equipo de investigación incluyó a los investigadores de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota Xia Ouyang, investigador postdoctoral; Sung Hyun Park, quien ahora es investigador principal en el Instituto de Tecnología Industrial de Corea; y Song Ih Ahn, quien esahora profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad Nacional de Pusan en Corea.
Vídeo: http://youtu.be/k7KV_lOIp8o
La investigación fue financiada principalmente por el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud Premio No. 1DP2EB020537 con apoyo adicional de The Boeing Company y la Iniciativa de Economía de Descubrimiento, Investigación e Innovación de Minnesota MnDRIVE a través deel Estado de Minnesota. Partes de este estudio se realizaron en el Minnesota Nano Center, que cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias a través de la Red Nacional de Infraestructura Coordinada Nano NNCI.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Minnesota. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
