L’affichage OLED mince, flexible, extensible devient réalité avec des molécules organiques

Des chercheurs de l'Université de Chicago ont conçu un écran numérique mince si flexible qu'il peut être enroulé autour du poignet d'une personne, plié dans toutes les directions ou incurvé sur le volant d'une voiture. Les matériaux électroluminescents extensibles sont les composants clés pour réaliser des affichages cutanés avec une biostimulation optique.

Depuis les années 2010, de nombreux laboratoires d’universités travaillent sur les polymères. L’électronique imprimée repose souvent sur des matériaux organiques comme les polymères qui peuvent être facilement traités et fabriqués par opposition à l’électronique traditionnelle (ou à l’électronique métallique) qui reposent sur des inorganiques tels que le cuivre ou le silicium. Les polymères peuvent être transformés en composants électroniques plus fins, plus légers et économiques et en cellules solaires organiques.

L’un des composants les plus importants de presque tous les appareils électroniques grand public que nous utilisons aujourd’hui est un affichage sur un écran, mais une toute nouvelle technologie d’affichage est sur le point de voir le jour. Le matériau aurait une large gamme d’applications, des appareils électroniques portables et des capteurs de santé aux écrans d’ordinateur pliables. L’équipe de recherche a déjà développé des puces informatiques neuromorphes extensibles qui peuvent collecter et analyser des données de santé sur une sorte de pansement flexible. La possibilité de créer maintenant des écrans extensibles malléables ajoute à sa suite croissante d’outils pour l’électronique portable de nouvelles générations.

Les écrans de nombreux appareils utilisent la technologie OLED (diode électroluminescente organique), qui enferme de petites molécules organiques entre les conducteurs, et lorsqu’un courant électrique est allumé, les petites molécules émettent une lumière vive. La technologie est plus économe en énergie que les écrans LED et LCD plus anciens et fournit des images beaucoup plus nettes. Cependant, les éléments de construction moléculaire des OLED ont des liaisons chimiques étroites et des structures rigides. Les matériaux actuellement utilisés dans les écrans OLED sont très cassants, ils ne sont pas du tout extensibles. L’objectif des chercheurs était de créer quelque chose qui maintenait l’électroluminescence de l’OLED, mais avec des polymères extensibles. Pour imprégner l’extensibilité des matériaux, de longs polymères avec des chaînes moléculaires pliables sont nécessaires, et les structures moléculaires ont également été nécessaires pour émettre la lumière très efficacement.

Les matériaux actuellement utilisés dans ces écrans OLED de pointe sont très cassants; ils n’ont aucune extensibilité

Caractéristiques clés

En utilisant des prévisions informatiques pour de nouveaux polymères électroluminescents flexibles, l’équipe a pu construire plusieurs prototypes dans lesquels les matériaux étaient flexibles, extensibles, brillants, durables et économes en énergie. Une caractéristique clé de leur conception était l’utilisation de la fluorescence retardée activée thermiquement, qui permettait aux matériaux de convertir l’énergie électrique en lumière, de manière très efficace. Ce mécanisme de troisième génération pour les émetteurs organiques peut fournir des matériaux avec des performances comparables aux technologies OLED commerciales.

Les matériaux pliables qui émettent de la lumière peuvent non seulement être utilisés pour afficher des informations, mais peuvent être intégrés dans des capteurs portables qui nécessitent de la lumière. Les capteurs mesurant l’oxygénation sanguine et la fréquence cardiaque, par exemple, font généralement briller une lumière à travers les vaisseaux sanguins pour détecter le flux sanguin.