De hecho, se sabe que las pantallas transparentes y flexibles, que han recibido mucha atención en diversos campos, incluidas las pantallas de automóviles, la atención biosanitaria, el ejército y la moda, se rompen fácilmente cuando experimentan pequeñas deformaciones. Para resolver este problema, se están llevando a cabo investigaciones activas sobre muchos materiales conductores transparentes y flexibles, como nanotubos de carbono, grafeno, nanocables de plata y polímeros conductores.
Un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor Kyung Cheol Choi de la Escuela de Ingeniería Eléctrica KAIST y el Dr. Yonghee Lee del Centro Nacional Nano Fab (NNFC) anunció el desarrollo exitoso de un OLED resistente al agua, transparente y flexible utilizando la nanotecnología MXene. El material puede emitir y transmitir luz incluso cuando se expone al agua.
Esta investigación fue publicada como artículo de portada de ACS Nano bajo el título "Pantallas de diodos emisores de luz orgánicos RGB basados en MXene de carburo de titanio 2D altamente estables al aire, flexibles y resistentes al agua para dispositivos electrónicos transparentes de forma libre".
MXene es un material 2D con alta conductividad eléctrica y transmitancia óptica, y puede producirse a gran escala mediante procesos de solución. Sin embargo, a pesar de estas atractivas propiedades, las aplicaciones de MXene fueron limitadas como dispositivo eléctrico a largo plazo debido a que sus propiedades eléctricas se degradan fácilmente con la humedad atmosférica y el agua. Por lo tanto, el material no se pudo sistematizar en forma de una matriz que pueda mostrar información.
El equipo de investigación del profesor Choi utilizó una táctica de encapsulación que puede proteger los materiales de la oxidación causada por la humedad y el oxígeno para desarrollar un OLED basado en MXene con una larga vida útil y alta estabilidad contra factores ambientales externos. El equipo de investigación se centró primero en analizar el mecanismo de degradación de la conductividad eléctrica de MXene y luego se concentró en diseñar una membrana de encapsulación.
El equipo bloqueó la humedad y proporcionó flexibilidad mediante la compensación de la tensión residual, lo que finalmente produjo una membrana de encapsulación de doble capa. Además, se adjuntó a la capa superior una fina película de plástico con un espesor de unos pocos micrómetros para permitir el lavado en agua sin degradación.
A través de este estudio, el equipo de investigación desarrolló un OLED rojo(R)/verde(G)/azul(B) basado en MXene que emite un brillo de más de 1000 cd/m 2 que es detectable a simple vista incluso bajo la luz del sol, cumpliendo así las condiciones para exhibiciones al aire libre. En cuanto al OLED rojo basado en MXene, los investigadores confirmaron una vida útil de almacenamiento en espera de 2000 horas (menos del 70% de luminiscencia), una vida útil en funcionamiento en espera de 1500 horas (menos del 60% de luminiscencia) y una flexibilidad que soporta 1000 ciclos bajo una curvatura baja. de menos de 1,5 mm.
Además, demostraron que su rendimiento se mantenía incluso después de seis horas de inmersión bajo el agua (por debajo del 80% de luminiscencia). Además, se utilizó una técnica de patrones para producir el OLED basado en MXene en forma de matriz pasiva, y el equipo demostró su uso como pantalla transparente mostrando letras y formas.
Doctor. El candidato So Yeong Jeong, quien dirigió este estudio, dijo:"Para mejorar la confiabilidad de MXene OLED, nos concentramos en producir una estructura de encapsulación adecuada y un diseño de proceso adecuado". Y añadió:"Al producir un MXene OLED de tipo matriz y mostrar letras y formas simples, hemos sentado las bases para la aplicación de MXene en el campo de las pantallas transparentes".
El profesor Choi dijo:"Esta investigación se convertirá en la guía para la aplicación de MXene en dispositivos eléctricos, pero esperamos que también se aplique en otros campos que requieren pantallas flexibles y transparentes como automóviles, moda y ropa funcional. Y ampliar la brecha Con la tecnología OLED de China, estas nuevas tecnologías de convergencia OLED deben seguir desarrollándose."
Más información: So Yeong Jeong et al, Pantallas de diodos emisores de luz orgánicos RGB basados en MXene de carburo de titanio 2D altamente estables al aire, flexibles y resistentes al agua para dispositivos electrónicos transparentes de forma libre, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c00781
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
