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| El prototipo de pantalla de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), totalmente impreso en 3D, mide aproximadamente 1,5 pulgadas por cada lado y tiene 64 píxeles. Cada píxel funciona y muestra luz. La pantalla impresa en 3D también es flexible, lo que podría hacerla útil para una gran variedad de aplicaciones, como las pantallas plegables de los teléfonos inteligentes. Crédito: Grupo McAlpine, Universidad de Minnesota |
Utilizando una impresora personalizada, los científicos de la Universidad de Minnesota Twin Cities han imprimido en 3D una pantalla flexible de diodos orgánicos emisores de luz (OLED). Este innovador descubrimiento podría dar lugar a pantallas OLED de bajo coste en el futuro.
Las pantallas OLED han ganado popularidad en los últimos años porque son ligeras, de bajo consumo, finas y flexibles. Además, ofrecen un amplio ángulo de visión y una elevada relación de contraste.
Michael McAlpine, catedrático de la cátedra de la familia Kuhrmeyer de la Universidad de Minnesota en el Departamento de Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio, afirma: "Las pantallas OLED suelen producirse en instalaciones de fabricación grandes, caras y ultralimpias. Queríamos ver si podíamos condensar todo eso e imprimir una pantalla OLED en nuestra impresora 3D de sobremesa, que fue construida a medida y cuesta más o menos lo mismo que un Tesla Model S".
Anteriormente, los científicos intentaron imprimir en 3D pantallas OLED. Sin embargo, resultaba bastante complicado conseguir la uniformidad de las capas emisoras de luz. Otros grupos imprimieron parcialmente las pantallas, pero recurrieron al recubrimiento por rotación o a la evaporación térmica para depositar componentes específicos y crear dispositivos funcionales.
En este nuevo estudio, los científicos combinaron dos modos de impresión diferentes para imprimir las seis capas del dispositivo. El resultado fue una pantalla de diodos orgánicos emisores de luz totalmente impresa en 3D.
Los electrodos, las interconexiones, el aislamiento y el encapsulado se imprimieron por extrusión, mientras que las capas activas se imprimieron por pulverización con la misma impresora 3D a temperatura ambiente. El prototipo visualizado medía aproximadamente 1,5 pulgadas de lado y tenía 64 píxeles. Cada píxel funcionaba y mostraba luz.
Guitar Su, primera autora del estudio y doctora en ingeniería mecánica por la Universidad de Minnesota en 2020, que ahora es investigadora postdoctoral en el MIT, dijo: "Pensé que conseguiría algo, pero quizá no una pantalla que funcionara del todo. Pero luego resultó que todos los píxeles funcionaban y pude mostrar el texto que había diseñado. Mi primera reacción fue: '¡Es real! No pude dormir en toda la noche".
"La pantalla impresa en 3D también era flexible y podía empaquetarse en un material de encapsulación, lo que podría hacerla útil para una amplia variedad de aplicaciones".
"El dispositivo mostró una emisión relativamente estable a lo largo de los 2.000 ciclos de flexión, lo que sugiere que los OLED impresos en 3D pueden utilizarse potencialmente para aplicaciones importantes en la electrónica blanda y los dispositivos vestibles."
"Pensé que conseguiría algo, pero quizá no una pantalla que funcionara del todo", dijo Ruitao Su, primer autor del estudio y doctorado en ingeniería mecánica por la Universidad de Minnesota en 2020, que ahora es investigador postdoctoral en el MIT. "Pero luego resulta que todos los píxeles funcionaban y puedo mostrar el texto que diseñé. Mi primera reacción fue: '¡Es real! No pude dormir en toda la noche".
Su dijo que la pantalla impresa en 3D también era flexible y podía empaquetarse en un material de encapsulación, lo que podría hacerla útil para una amplia variedad de aplicaciones.
Los investigadores señalan que los próximos pasos son imprimir en 3D pantallas OLED de mayor resolución y con mayor brillo.
Lo bueno de nuestra investigación es que la fabricación está integrada, por lo que no estamos hablando de 20 años con una visión "ilusoria"", dijo McAlpine. "Esto es algo que realmente fabricamos en el laboratorio, y no es difícil imaginar que se podría trasladar a la impresión de todo tipo de pantallas por nosotros mismos en casa o sobre la marcha dentro de pocos años, en una pequeña impresora portátil".
Además de McAlpine y Su, el equipo de investigación incluía a los investigadores de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota Xia Ouyang, un investigador postdoctoral; Sung Hyun Park, que ahora es investigador senior en el Instituto de Tecnología Industrial de Corea; y Song Ih Ahn, que ahora es profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad Nacional de Pusan en Corea.
Fuentes, créditos y referencias:
Ruitao Su et al, 3D-printed flexible organic light-emitting diode displays, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abl8798
Fuente: Universidad de Minessota