Představa displeje, který se natáhne jako guma a přitom zůstane jasný, dostala konkrétní obrysy. Tým z Drexel University a Seoul National University vyvinul OLED, který snese výrazné natahování a pořád drží vysoký jas. Technologii to posouvá blíž k obrazovkám nositelným přímo na kůži, třeba pro průběžné zobrazování změn teploty, krevního průtoku nebo tlaku.
Klíčová změna přišla ve dvou vrstvách, které u pružných OLED tradičně zlobí. Jednak ve světelné (emisní) části, jednak v průhledných elektrodách, které musí vést proud a zároveň se mechanicky nerozpadnout. Nové řešení kombinuje pružnou fosforeskující polymerní vrstvu a transparentní elektrody založené na nanomateriálu MXene.
Displej se při testech natáhl až na 1,6násobek původní délky a většinu jasu si udržel. „Tahle studie řeší dlouhodobý problém flexibilních OLED, tedy odolnost svítivosti při opakovaném mechanickém ohýbání,“ řekl Yury Gogotsi z Drexelu. Podle něj se vývoj v posledních letech brzdil právě na omezeních průhledné vodivé vrstvy.
V praxi totiž vodivé materiály často získají pružnost tak, že se smíchají s izolačním, ale natahovatelným polymerem, jenže tím se zároveň zhorší transport náboje a světlo slábne. „Dodání flexibility vodivým materiálům obvykle znamená přidat izolační, ale pružný polymer, který brzdí přenos náboje, a tím snižuje emisi světla,“ vysvětlil spoluautor Danzhen Zhang. Problém je i v tom, že běžné elektrodové materiály časem křehnou a při opakovaném namáhání praskají.
Nová emisní vrstva staví na takzvané exciplexem asistované fosforescenci (ExciPh). Ta je sama o sobě natahovatelná a zároveň zvyšuje pravděpodobnost, že se kladné a záporné náboje setkají, vytvoří exciton a výsledkem bude světlo. Autoři uvádějí, že více než 57 procent excitonů v této vrstvě se promění ve světlo, zatímco běžné polymerní vrstvy u dnešních OLED se typicky pohybují v rozmezí 12 až 22 procent.
Odolnost a stabilní jas pomáhají držet i nové elektrody. Tvoří je síť z MXene a stříbrných nanodrátků, která vede náboj účinněji a zároveň snese opakované ohýbání i natahování. Výzkumníci díky tomu postavili pružné zelené OLED ukázky, včetně jednoduchých tvarů a číslic, a kolegové v Soulu pak předvedli i plně barevnou, plně natažitelnou variantu.
Při natažení na 60 procent maximálního namáhání klesl výkon jen o 10,6 procenta. Po 100 cyklech opakovaného natahování při 2 procentech deformace si displeje udržely 83 procent světelného výkonu. Cíl míří na jednoduché pasivní matice s nízkou spotřebou, které by se daly využít ve wearables a v systémech pro průběžné zdravotní sledování.