Tela OLED 3D é totalmente fabricada em impressora 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/01/2022

O protótipo ainda é simplório, mas agora não é necessário mais usar técnicas adicionais: A tela é totalmente funcional.
[Imagem: McAlpine Group/University of Minnesota]

Imprima sua própria tela

Ainda não é a tela que você espera ter em um celular de enrolar, mas pesquisadores conseguiram pela primeira vez usar exclusivamente a impressão 3D para produzir uma tela OLED totalmente flexível.

Este desenvolvimento poderá resultar em telas OLEDs de baixo custo, que podem ser amplamente produzidas em impressoras 3D por qualquer pessoa em casa.

A tecnologia de telas OLED - LEDs orgânicos - é baseada na conversão de eletricidade em luz usando uma camada de material à base de carbono - por isso chamado orgânico - que pode ser depositado como uma tinta.

Os OLEDs funcionam como píxeis digitais de alta qualidade, que podem ser flexíveis e usados tanto em dispositivos de grande escala, como telas de televisão e monitores de computador, quanto em aparelhos eletrônicos portáteis, como celulares. Os monitores OLED ganharam popularidade porque são leves, com baixo consumo de energia, finos e flexíveis e oferecem um amplo ângulo de visão e alta taxa de contraste.

"Os monitores OLED são geralmente produzidos em instalações de fabricação grandes, caras e ultra-limpas," comparou Michael McAlpine, da Universidade de Minnesota, nos EUA. "Queríamos ver se poderíamos basicamente condensar tudo isso e imprimir uma tela OLED em nossa impressora 3D de mesa."

Tela OLED impressa em 3D

O grupo já havia tentado a impressão em 3D de telas OLED, mas teve problemas com a uniformidade das camadas emissoras de luz. Outros grupos criaram telas parcialmente impressas, mas elas exigiram também técnicas adicionais, como revestimento por rotação ou evaporação térmica, para depositar alguns dos componentes e criar dispositivos funcionais.

A saída foi construir uma impressora 3D especial, capaz de executar todos os passos. Ainda não é uma impressora que se possa comprar no comércio, mas a equipe acredita que o seu custo elevado deve-se ao fato de ser um protótipo, e que esse custo cairá naturalmente com uma fabricação em larga escala - a equipe gastou o equivalente a um carro elétrico zero quilômetro para construir esta primeira versão.

A mesma impressora é capaz de realizar dois modos diferentes de impressão, que foram suficientes para imprimir as seis camadas do dispositivo, resultando em uma tela de diodo orgânico emissor de luz totalmente impressa em 3D e totalmente flexível.

Os eletrodos, interconexões, isolamento e encapsulamento foram todos impressos por extrusão, enquanto as camadas ativas foram impressas por aspersão, tudo em temperatura ambiente.

Esquema das camadas da tela OLED os modos de impressão.
[Imagem: Ruitao Su et al. - 10.1126/sciadv.abl8798]

Tecnologia prática

O protótipo da tela fabricada em 3D tem pouco mais de 2 polegadas e 64 píxeis.

"O dispositivo apresentou uma emissão relativamente estável ao longo de 2.000 ciclos de flexionamento, sugerindo que OLEDs impressos em 3D podem ser usados para aplicações importantes em eletrônicos flexíveis e dispositivos vestíveis," disse o pesquisador Ruitao Su, acrescentando que os próximos passos serão imprimir telas com resolução mais alta e melhor brilho.

"A parte boa da nossa pesquisa é que a fábrica está toda autocontida, então não estamos falando de 20 anos para realizar um sonho que está nas nuvens," disse o professor McAlpine. "Isso é algo que nós realmente fabricamos em laboratório e não é difícil imaginar que você possa traduzir isso para imprimir todos os tipos de monitores em casa ou sob demanda em apenas alguns anos, em uma pequena impressora portátil."

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