เทคโนโลยีใหม่ช่วยให้สามารถพิมพ์ LED ที่ยืดหยุ่นบนเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทได้

ความพยายามของผู้ผลิตหลายรายในการสร้างโทรศัพท์แบบพับได้ส่งผลให้จอแสดงผลสามารถโค้งงอได้ แต่พวกเขาก็ทำได้

ยังเทอะทะและไม่ยืดหยุ่นเท่าไหร่จะเป็นอย่างไรถ้าเราสามารถม้วนโทรศัพท์มือถือของเราและใส่ไว้ในกระเป๋าเงินของเราได้? หรือถ้าเราไม่มีกระเป๋าจะพันรอบข้อมือแล้วสวมเหมือนสร้อยข้อมือได้ไหม?

ก้าวต่อไปของวิวัฒนาการของจอแสดงผลดิจิทัลกำลังได้รับการพัฒนาที่ McKelvey School of Engineering ที่ University of Washington ใน St. Louis สามารถทำให้สิ่งนี้เป็นจริงได้ นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ Chuan Wang ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและระบบที่มหาวิทยาลัย Preston ได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ดีที่สุดของเทคโนโลยี LED และ OLED ในทางกลับกัน เทคโนโลยีการผลิตต้องอาศัยเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ต

สาระสำคัญของปัญหาคืออะไร?

ไฟ LED ออร์แกนิกผลิตจากโมเลกุลหรือวัสดุโพลีเมอร์ขนาดเล็กมีราคาถูกและยืดหยุ่นได้ “สามารถงอหรือยืดได้ แต่มีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำและมีอายุการใช้งานสั้น”, – รองศาสตราจารย์ Wang กล่าว “ไฟ LED อนินทรีย์ เช่น micro-LED มีประสิทธิภาพสูง สว่างเป็นพิเศษ และเชื่อถือได้มาก แต่ไม่ยืดหยุ่นและมีราคาแพงมาก สิ่งที่เราทำ – เป็นสารประกอบอินทรีย์อนินทรีย์ มันผสมผสานสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกเข้าด้วยกัน”

นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ผลึกชนิดพิเศษวัสดุที่เรียกว่า perovskite จากเมทัลฮาไลด์แม้ว่าจะมีการปรับปรุงบ้าง แทนที่จะใช้สาร perovskite แบบดั้งเดิมกับพื้นผิวโดยใช้กลไกลูกกลิ้ง นักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจใช้เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท สิ่งนี้ช่วยประหยัดวัสดุเนื่องจากสามารถใช้ perovskite ได้เฉพาะเมื่อจำเป็นด้วยความแม่นยำในการพิมพ์ตัวอักษรและตัวเลขบนแผ่นกระดาษ กระบวนการนี้เร็วกว่ามาก โดยลดเวลาในการผลิตจากมากกว่าห้าชั่วโมงเหลือน้อยกว่า 25 นาที

ข้อดีอีกประการหนึ่งของการใช้วิธีนี้การพิมพ์แบบอิงค์เจ็ทมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอนาคตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยสามารถพิมพ์ perovskite ลงบนพื้นผิวที่แปลกใหม่ได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม เพื่อให้จอแสดงผลมีความยืดหยุ่น การพิมพ์ LED แบบแข็งบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่มจึงไม่เหมาะ ตัวไฟ LED จะต้องมีความยืดหยุ่น เปรอฟสกี้ไม่ใช่แบบนั้น

สาระสำคัญของการแก้ปัญหาคืออะไร

ผู้เขียนนำ Jinyi Zhao, Ph.D. inห้องปฏิบัติการของ Wang สามารถแก้ปัญหานี้ได้ด้วยการฝังผลึก Perovskite ที่เป็นอนินทรีย์ลงในเมทริกซ์พอลิเมอร์อินทรีย์ของสารยึดเกาะโพลีเมอร์ ดังนั้นชิ้นงาน PeLED จึงมีความยืดหยุ่นและยืดหยุ่นได้ตามธรรมชาติ

ฟังดูเรียบง่าย แต่นี่คือความสำเร็จ –อันเป็นผลมาจากการต่อสู้กับความยากลำบากหลายประการ สิ่งสำคัญคือการป้องกันไม่ให้ชั้นต่างๆ ของวัสดุซึ่งจัดเรียงเหมือนแซนวิช ผสมกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ในที่สุด เรื่องนี้ก็ได้รับการแก้ไขเช่นกัน และสำนักงานการจัดการเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยก็ได้ออกสิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยีและวิธีการผลิตแล้ว

มุมมอง

PeLED แสดงผลที่เป็นปัญหาได้เพียงก้าวแรกของการปฏิวัติด้านอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ผนังอพาร์ตเมนต์จะจัดให้มีแสงสว่างหรือแม้กระทั่งฉายภาพยนตร์ได้ จอแสดงผลดังกล่าวสามารถใช้สร้างอุปกรณ์สวมใส่น้ำหนักเบาที่มีความยืดหยุ่นและง่ายต่อการผลิต

ที่มา: scitechdaily

ภาพประกอบ: Wustl/Wang Lab

</ p>