Les diodes électroluminescentes à points quantiques (QLED) utilisent des points quantiques comme matériau émetteur de lumière. Cela a suscité une grande attention en tant qu'alternative prometteuse pour les technologies d'affichage de la prochaine génération. La raison : ses propriétés électroluminescentes exceptionnelles.
Les QLED ne nécessitent pas de composants volumineux tels que des unités de rétroéclairage. Les écrans à base de ce type de LED peuvent potentiellement être fabriqués dans un facteur de forme ultrafin.
Une équipe de recherche conjointe dirigée par Kim Dae-Hyeong (professeur à l'université nationale de Séoul) et Hyeon Taeghwan (professeur émérite à l'université nationale de Séoul) du Centre de recherche sur les nanoparticules de l'Institut des sciences fondamentales a déjà dévoilé un prototype de QLED en 2015. L'appareil avait une épaisseur de seulement 3 micromètres, soit seulement un trentième de celle d'un cheveu humain. En raison de cette épaisseur extrêmement réduite, les QLED ultrafines présentaient une flexibilité mécanique exceptionnelle. Ce qui leur permettait d'être facilement applicable dans divers dispositifs portables, tels que des tatouages électroniques.
Récemment, l'équipe a fait progresser cette technologie. Elle a mis au point une variante pliable des QLED ultrafines. Une variante inspirée de l'art ancien du pliage du papier appelé origami. Les chercheurs de l'IBS ont présenté des QLED pliables tridimensionnels. Ces QLED peuvent être librement transformés en diverses structures 3D personnalisées par l'utilisateur. On peut par exemple les plier en forme de papillons, d'avions ou de pyramides. Compte tenu de la popularité croissante des smartphones pliables, l'avancement de la technologie des écrans pliables gagne en importance. On s'attend à ce que cette technologie offre des possibilités sans précédent pour les appareils électroniques de la prochaine génération, avec des facteurs de forme personnalisés par l'utilisateur et des structures complexes. On voudrait aussi qu'elle permette un affichage tridimensionnel dynamique des informations visuelles.
QLED : des performances stables même pliées 500 fois
Les chercheurs ont rendu les QLED planaires classiques pliables grâce à un nouveau procédé de fabrication. Un procédé qui permet de graver partiellement le film époxy déposé sur la surface des QLED sans endommager les QLED sous-jacents. On utilise pour cela un laser pulsé au dioxyde de carbone à puissance contrôlable et des couches d'arrêt de gravure à base d'alliage argent-aluminium. Les chercheurs ont ainsi obtenu une plus grande précision dans le contrôle de la profondeur de gravure. Avec ce type de LED, la partie du dispositif gravée au laser est relativement plus fine que la région environnante. Il est donc possible de graver des lignes de déformation le long desquelles on peut plier le dispositif comme du papier origami.
Grâce à la technique de gravure sélective au laser, les chercheurs ont pu contrôler avec précision le rayon de courbure jusqu'à moins de 50 micromètres. Avec un rayon de courbure aussi faible, la ligne de pliage ressemble à une arête vive, sans courbure visible. En utilisant la simulation mécanique pour concevoir soigneusement le dispositif, les chercheurs ont pu minimiser la contrainte exercée sur les composants émetteurs de lumière. L'ensemble des QLED ont pu maintenir des performances stables en matière d'émission de lumière, même après 500 plis. Cette technologie a été appliquée à la fabrication de QLED pliables en 3D. De dispositifs présentant diverses formes complexes telles que des papillons, des avions et des pyramides.
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