Des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de l’Université de Californie du Sud ont créé une OLED capable de s’étirer plus de deux fois sa taille d’origine.Université de Chicago ont créé un écran OLED si flexible qu’il peut être plié en deux ou étiré jusqu’à plus de deux fois sa longueur d’origine tout en émettant un motif fluorescent.
Le matériau, dont les chercheurs rendent compte dans la revue Nature Materials, pourrait trouver une application dans un large éventail de scénarios, des dispositifs portables aux capteurs de santé en passant par les ordinateurs pliables. Appelé TADF-OLED En raison des polymères qui le composent, ce matériau est le résultat de la combinaison de « connaissances issues de nombreux domaines différents pour créer une technologie d’affichage totalement nouvelle », explique Sihong Wang, professeur adjoint d’ingénierie moléculaire à Juan de Pablo.
« Il s’agit de la catégorie de matériaux dont vous avez besoin pour pouvoir enfin développer des écrans véritablement flexibles », a ajouté M. de Pablo. « Ce travail vraiment fondamental et Je m’attends à ce qu’il permette de développer de nombreuses technologies auxquelles nous n’avons pas encore pensé.« .
De plus en plus d’écrans adoptent la technologie OLED, basée sur le confinement de petites molécules organiques entre des conducteurs. Le passage du courant électrique provoque l’émission d’une lumière vive par les petites molécules, ce qui permet une meilleure vision de l’image que les technologies précédentes et une moindre consommation d’énergie, puisque le noir est généré par des pixels ternes.
Le problème pour une application en électronique flexible qui les éléments moléculaires fondateurs des OLEDs ont des liaisons chimiques fortes et des structures rigides. « Les matériaux actuellement utilisés dans les meilleurs écrans OLED sont les suivants très fragiles ; ils n’ont aucune élasticité‘, a déclaré M. Wang. « Notre objectif était créer quelque chose qui conserve l’électroluminescence de l’OLED mais avec des polymères élastiques« .
Wang et de Pablo savaient ce qu’il fallait pour insuffler de l’élasticité aux matériaux – de longs polymères avec des chaînes moléculaires pliables – et également quelles structures moléculaires étaient nécessaires pour qu’un matériau organique émette de la lumière de manière très efficace. Ils ont donc décidé de créer de nouveaux polymères qui intègrent ces deux propriétés.
« Nous avons pu développer des modèles atomiques des nouveaux polymères en question et, à l’aide de ces modèles, nous avons simulé ce qui arrive à ces molécules lorsqu’on les tire et qu’on essaie de les plier », explique M. de Pablo. « Maintenant que nous comprenons ces propriétés au niveau moléculaire, nous disposons d’un cadre pour concevoir de nouveaux matériaux dont la flexibilité et la luminescence sont optimisées.
Armés de prédictions informatiques pour de nouveaux polymères électroluminescents flexibles, les chercheurs ont construit des plusieurs prototypes. Comme prévu par le modèle, les matériaux étaient flexibles, extensibles, brillants, durables et efficaces économe en énergie.
L’une des caractéristiques principales de leur conception était l’utilisation de l’élément « fluorescence retardée activée thermiquement« qui permet aux matériaux de convertir l’énergie électrique en lumière de manière très efficace. Ce mécanisme permet aux matériaux d’être aussi performants que les technologies OLED commerciales.
Les matériaux pliables qui émettent de la lumière peuvent être utilisés non seulement pour afficher des informations, mais aussi pour être intégrés dans des capteurs portables qui nécessitent de la lumière. Les capteurs qui mesurent l’oxygénation du sang et la fréquence cardiaque, par exemple, émettent généralement une lumière à travers les vaisseaux sanguins pour détecter le flux sanguin.
Wang pense qu’un matériau lumineux pliable pourrait également trouver une application dans les dispositifs implantables, tels que ceux qui utilisent la lumière pour contrôler l’activité des neurones dans le cerveau (optogénétique, actuellement utilisée uniquement dans les expériences sur les animaux pour mieux comprendre le cerveau et les maladies cérébrales).
À l’avenir, les chercheurs de Chicago prévoient de développer de nouvelles itérations de l’écran, en intégrant des couleurs supplémentaires. à la fluorescence (actuellement, il ne peut afficher que deux couleurs, le vert et le blanc) et en améliorant l’efficacité et les performances. « L’objectif atteindre le même niveau de performance que les technologies commerciales existantes‘, a déclaré M. Wang.
