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Display flessibili grandi e luminosi
I display a diodi organici a emissione di luce (OLED) sono attraenti perché sono luminosi, efficienti e abbastanza sottili da essere flessibili. Ma attualmente sono limitati all'uso in piccoli display, come quelli dei telefoni cellulari. Ciò è in parte dovuto ai guasti di un pezzo del dispositivo, un elettrodo trasparente utilizzato per illuminare il display. Ora i ricercatori dell'Università del Michigan hanno sviluppato un nuovo tipo di elettrodo che potrebbe aiutare a spianare la strada a display OLED grandi e flessibili.
Rete metallica: Una griglia di fili metallici dello spessore di 200 nanometri potrebbe essere utilizzata come elettrodo trasparente flessibile e robusto per illuminare display a schermo piatto e LED organici.
Gli OLED sono costituiti da strati di semiconduttori organici inseriti tra due elettrodi, uno dei quali deve essere trasparente per consentire la fuoriuscita della luce. I display odierni utilizzano una pellicola trasparente di ossido di indio e stagno (ITO), ma questo materiale è costoso, fragile e poco flessibile, il che lo rende inadatto per display flessibili di grandi dimensioni. Può anche degradare gli strati organici che emettono luce.
Il nuovo elettrodo è una griglia di fili metallici altamente conduttivi così sottili da essere essenzialmente trasparenti. Professore di ingegneria elettrica e informatica L. Jay Guo dice che l'elettrodo dovrebbe essere più flessibile e meno costoso di ITO, pur non degradando i materiali organici. I ricercatori hanno incorporato la griglia in un OLED come elettrodo superiore e non hanno osservato alcuna differenza visibile di luminosità tra l'emissione di luce del loro LED e quella di un OLED convenzionale realizzato con un elettrodo ITO, anche se Guo afferma che lui e i suoi colleghi dovranno fare di più. misurazioni ottiche dettagliate per vedere come si confrontano i due. Il lavoro è descritto in un articolo online sulla rivista Materiale avanzato .
I ricercatori hanno realizzato griglie di rame, oro e argento, con fili larghi 120 o 200 nanometri e separati da spazi di circa 500 nanometri in una direzione e da spazi di 10 micrometri in direzione perpendicolare. L'eccellente conduttività di questi metalli si traduce in una resistenza di appena cinque ohm, che è inferiore alla resistenza media dello strato ITO.
I ricercatori utilizzano una tecnica chiamata litografia nanoimprint, che consente loro di creare una griglia di fili che può essere trasferita su qualsiasi altra superficie, incluso un substrato per un display flessibile. (Vedi 10 tecnologie emergenti che cambieranno il mondo.)
Modificando la larghezza e l'altezza dei fili, i ricercatori possono modificare la trasparenza e la conduttività. Rendere i fili più sottili rende l'elettrodo più trasparente, ma allo stesso tempo i fili più sottili hanno una resistenza maggiore. Quindi i ricercatori raddoppiano l'altezza dei fili, il che riduce la resistenza di un fattore tre ma diminuisce la trasparenza solo del 5%, afferma Guo. C'è un grande potenziale [per] giocare con questi parametri, aggiunge. [C'è] molto spazio per ottimizzare la struttura.
Jorma Peltola, che è un consulente con i produttori di display a schermo piatto, osserva che mentre trovare un'alternativa robusta e flessibile all'ITO è una priorità per l'industria dei display OLED, saranno necessari anche migliori materiali organici e metodi di produzione prima che gli OLED possano entrare in il mercato per i display più grandi.
Inoltre, la nuova tecnica affronta un duro sfidante: i nanotubi di carbonio. I ricercatori stanno sviluppando film di nanotubi di carbonio che potrebbero sostituire l'ITO. I film di nanotubi hanno attualmente una resistenza circa tre volte superiore rispetto alla nuova griglia metallica per una trasparenza comparabile, ma questa differenza è piccola e si restringe con i nuovi sviluppi, afferma Andrew Rinzler , un professore di fisica all'Università della Florida, che sta studiando i film di nanotubi di carbonio. Inoltre, a differenza della griglia metallica, gli strati di nanotubi entrano in contatto con ogni porzione dello strato di semiconduttore organico su cui sono depositati, il che dovrebbe aumentare l'efficienza del dispositivo.
Ma come dimostrazione per la prima volta, vale la pena perseguire l'idea della griglia metallica, afferma Rinzler. Nonostante i possibili problemi e le tecnologie concorrenti, questa è una tecnologia potenzialmente praticabile che vale la pena esplorare.