Учёные создали оптимальный вариант электролюминесцентных дисплеев переменного тока. Из-за работы этого гибкого дисплея на пониженном напряжении его можно без опаски прикрепить к коже в качестве временной татуировки.
Рост интереса к умным устройствам стимулировал развитие гибкой электроники. В некоторых университетах и научных центрах работают над новым типом электроники, основанном на совместимых материалах.
К новым типам светоизлучающих приборов относится растягиваемый.
Электролюминесцентный дисплей переменного тока соединяет эластичность и оптоэлектронные характеристики. Но реальное применение таких устройств затруднено из-за высокого напряжения, которое требуется для получения достаточной яркости.
Учёные из Нанкинского университета и Технологического университета Ланьчжоу разработали усовершенствованные дисплеи ACEL, которые можно крепить на разные поверхности, например, на кожу в виде временных татуировок. Новые дисплеи обеспечивают достаточную яркость при меньшем напряжении, что делает их безопаснее для человеческой кожи.
Как они это сделали?
Группа поместила электролюминесцентный слой между двумя эластичными электродами из серебряных нанопроволокон. В этом слое светящиеся микрочастицы распределены в диэлектрике.
Для увеличения яркости применяют резиновый полимер из керамических наночастиц. Нанокомпозит объединяет свойства эластомеров и керамики, вследствие чего проявляет механическую деформируемость, высокую диэлектрическую проницаемость и обрабатываемость раствором по сравнению с обычными дисплеями ACEL.
Устройство ACEL, обладающее растяжимой структурой, способно функционировать при низком напряжении от 10 до 35 В. Этому способствует диэлектрическому нанокомпозиту, эффективно концентрирующему электрические поля на люминофор. Сниженные напряжения привода важны для практического применения и безопасной эксплуатации.
Учёные показали работоспособность своей технологии, создав четырёхзначный семисегментный дисплей-секундомер, который можно прикрепить к коже. Дисплей отличается высокой гибкостью, что позволяет ему плотно прилегать к телу и быть удобным в использовании.
Устройство установили на руку добровольца. Благодаря яркости оно было заметно при внутреннем освещении. Стеки дисплея скреплены вакуумным термическим соединением, его элементы обеспечивают яркость 111,9 ± 8,8 кд/м².
При возрастании растягивающей деформации яркость уменьшается, поскольку электропроводность электродов из нанопроволоки серебра понижается.
В ходе исследований оценивали работу устройства при многократных деформациях. При растяжении экрана до 50% интенсивность света сначала возрастала, а затем после снятия нагрузки восстанавливалась. По результатам испытаний устройство показало стабильные характеристики без необратимых изменений излучения при растяжении.
Эта технология полезна для разных областей, начиная от умных гаджетов и заканчивая взаимодействием человека с машинами и программируемыми роботами.