Физики из США сделали ещё один важный шаг к гибким экранам: создали первые растяжимые органические светодиоды. Ранее поверхность OLED можно было лишь сгибать или же соединять с помощью тянущихся перемычек обычные твёрдые светодиоды.

Одна из проблем, затрудняющих создание гибкой электроники, — невозможность создать электрод, который не менял бы проводимости при растяжении. Отдельные научные группы пытались найти решение, используя проводящие и одновременно растяжимые углеродные нанотрубки. Их несомненный плюс в том, что тонкие слои нанотрубок прозрачны для света.

Однако возникла другая проблема: чтобы растягиваться, нанотрубкам необходимо быть закреплёнными на поверхности, иначе нанесённые поверх подложки они начинают скользить. Впоследствии удалось обойти и это препятствие. Однако полностью растяжимый органический светодиод был создан только сейчас — учёными из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA).

Чтобы устройство было полностью гибким, физики поместили на стеклянную подложку одностенные углеродные нанотрубки, затем покрыли их жидким полимером, который под воздействием ультрафиолета высыхал, но сохранял способность к растяжению.

Рис. 1. Новинку ожидают многие отрасли: гибкая электроника пригодится для создания «кожи» роботов и медицинских устройств, внедряемых в тело человека, новых моделей телефонов и дисплеев, которые запросто можно свернуть в трубочку и убрать в карман (фото UCLA).

Полимер «впитывал» в себя сеть нанотрубок, не позволяя им позднее разъезжаться при растягивании. Учёные сняли полученный слой пластика с подложки и получили прозрачный электрод. Такой подход помог сохранить в первозданном виде сеть нанотрубок, да и их проводимость не изменилась, отмечает ведущий исследователь профессор Цибин Пэй (Qibing Pei).

В результате учёные получили органический светодиод, который при прохождении электрического тока излучает цветное свечение, даже тогда когда его поверхность растянута на 45%.

Первая статья авторов разработки вышла в журнале Advanced Materials. Вскоре появится новая публикация, рассказывающая об использовании вместо углеродных нанотрубок серебряных нанопроводков. Так как их электропроводность выше, на их основе получаются более эффективные светодиоды.

Профессор Чжэнань Бао (Zhenan Bao) из Стэнфорда отмечает, что новый подход лучше ещё и тем, что вероятность замыкания серебряного электрода ниже.

«Этот метод позволил им получить относительно плоскую поверхность, которую можно использовать в качестве электрода», — заключает она.

Правда, прежде чем говорить о выводе новой достаточно простой в исполнении технологии в массовое производство, нужно будет провести ещё много тестов. В частности, необходимо проверить, сколько циклов растяжения и до каких размеров будет выдерживать новая электроника (ожидается постепенное ухудшение проводимости).

«Мы пока ещё далеки от создания высокопроизводительных, по-настоящему стойких и гибких устройств. Но нынешнее и прочие достижения позволяют надеяться, что мы сможем получить умную и многофункциональную электронную кожу», — добавляет Бао.

Результаты исследований представлены авторами в статье:

Zhibin Yu, Xiaofan Niu, Zhitian Liu, Qibing Pei Intrinsically Stretchable Polymer Light-Emitting Devices Using Carbon Nanotube-Polymer Composite Electrodes. – Advanced Materials. – First published online: 28 JUL 2011. – DOI: 10.1002/adma.201101986.