Квантово-точечный светодиод (QLED), использующий квантовые точки в качестве светоизлучающего материала, привлек значительное внимание как перспективная альтернатива для технологий производства дисплеев следующего поколения, благодаря своим выдающимся электролюминесцентным свойствам. Поскольку для его использования не требуются дополнительные массивные компоненты, такие как блоки подсветки, QLED-дисплеи потенциально могут быть изготовлены в сверхтонком форм-факторе. Объединенная научно-исследовательская группа во главе с KIM Dae-Hyeong (профессор Сеульского национального университета) и HYEON Taeghwan (заслуженный профессор Сеульского национального университета) из Центра исследований наночастиц при Институте фундаментальной науки (Южная Корея) ранее в 2015 году продемонстрировала опытный образец QLED. Толщина этого устройства была равна всего 3 микрометрам, что соответствует лишь одной тридцатой от толщины волоса человека. Вследствие столь малой толщины сверхтонкий QLED обладал исключительной механической гибкостью, что позволило использовать его в разнообразных портативных приспособлениях, например, в электронных татуировках.
Изготовление трехмерных складных QLED, которые можно свободно складывать как бумагу
Трехмерный складной QLED может свободно трансформироваться между 2D и 3D структурами, что позволяет динамично отображать визуальную информацию.
Впоследствии специалисты усовершенствовали эту технологию и разработали складываемый экземпляр сверхтонкого светодиода QLED, черпая вдохновение в древнем искусстве складывания бумаги, известном как оригами. Сотрудники IBS представили трехмерные складные QLED, которые могут свободно трансформироваться в различные 3D-структуры по желанию пользователя, такие как бабочки, самолеты и пирамиды. Принимая во внимание растущую популярность складных моделей мобильных устройств, продвижение технологии складных панелей становится все более приоритетным. Ожидается, что эта технология может обеспечить беспрецедентные возможности для создания электронных устройств следующего поколения с пользовательскими форм-факторами со сложной структурой, а также позволит динамично отображать трехмерную визуальную информацию.
Исследователи придали обычным планарным QLED складной характер с помощью нового процесса изготовления, который позволяет частично вытравить эпоксидную пленку, нанесенную на поверхность QLED, не повреждая при этом нижележащий светодиодный элемент. При помощи импульсного лазера на основе диоксида углерода с регулируемой мощностью и травящих стоп-слоев на основе сплава серебра и алюминия можно точно регулировать глубину травления. Поскольку протравленная лазером часть устройства относительно тоньше, чем окружающая область, можно вытравить линии деформации, по которым устройство можно сложить, как бумагу оригами.
Разработка QLED, который можно свободно складывать как видео оригами
Институт фундаментальных наук IBS
Основываясь на технике селективного лазерного травления, исследователи смогли точно контролировать радиус кривизны до уровня менее 50 микрометров. При таком малом радиусе кривизны линия сгиба напоминает острую кромку без видимой кривизны. Используя механическое моделирование для тщательного проектирования устройства, исследователи смогли минимизировать нагрузку на светоизлучающие компоненты. Весь QLED, включая область складки (линию сгиба), смог сохранить стабильные светоизлучающие характеристики даже после многократного складывания в 500 раз. Технология была применена для изготовления 3D складных QLED различных сложных форм, таких как бабочки, самолеты и пирамиды.
"Нам удалось создать 3D складной QLED, который можно свободно сворачивать, как бумажное произведение искусства", - сказал Ким Дэ Хён, заместитель директора Центра исследований наночастиц. Он также сказал: "Изготовив пассивно управляемые, трехмерные складные QLED-массивы, состоящие из 64 отдельных пикселей, мы показали возможность разработки дисплеев большей сложности в будущем". Хеон Тэхван, директор Центра исследований наночастиц, утверждает: "Благодаря технологии, представленной в данном исследовании, были успешно изготовлены напоминающие бумагу QLED, которые можно складывать в различные сложные структуры. Кто знает, когда наступит день, когда электронная бумага с дисплеем сможет заменить настоящую бумагу?".
