В последнее время стремительно набирает популярность концепция дисплеев меняющейся формы, сочетающих в себе высокое разрешение изображения и портативность. О перспективе их развития и потенциале коммерческого применения рассказывают специалисты научно-исследовательского центра Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT).
В ходе исследования ученым удалось достичь стабильных показателей растягиваемых устройств с высоким коэффициентом удлинения и продемонстрировать их коммерческий потенциал, особенно в сочетании с рядом существующих полупроводниковых процессов.
Исследователи SAIT смогли объединить в форм-факторе «электронной кожи» растягиваемый органический светодиодный (OLED) дисплей и датчик фотоплетизмографии (PPG), которые в реальном времени измеряют и отображают частоту сердечных сокращений пользователя.
Одним из самых важных результатов стало измерение состава и структуры эластомера, эластичного и упругого полимерного соединения, и определение того, как использовать существующие процессы производства полупроводников, чтобы впервые в отрасли нанести его на подложки тянущихся OLED-дисплеев и оптические датчики кровотока.
Также ученым на практике удалось подтвердить, что сенсоры и дисплей продолжают работать и их характеристики не ухудшаются даже при растяжении до 30%. Для этого растягиваемые датчики сердечного ритма PPG и систему OLED-дисплея прикрепили к внутренней стороне запястья пользователя рядом с лучевой артерией.
Результаты исследования подтвердили, что датчик и OLED-дисплей продолжают стабильно работать даже после 1000 циклов растяжений. Кроме того, выяснилось, что при измерении сигналов во время движения запястья датчик улавливает пульс пользователя в 2,4 раза точнее, чем зафиксированный кремниевый сенсор.
Комментирует Ёнджун Юн, главный исследователь:
Особенность этой технологии в том, что электронный патч практически не ощущается на коже. Это допускает измерение биометрических данных в течение длительного периода без необходимости снимать устройство во время сна или физических упражнений. Вы также можете просматривать биометрические данные прямо на запястье. Основной перспективой применения технологии являются носимые медицинские устройства
Внедрение технологии растягивающихся дисплеев – непростая задача, поскольку обычно, если экран меняет форму, то устройство ломается либо начинает работать менее эффективно. Для решения этой проблемы необходимо, чтобы все используемые в конструкции материалы и компоненты, в том числе подложка, электрод, тонкопленочный транзистор, излучающий слой и датчики, были физически растяжимыми и при этом сохраняли свои электрические свойства.
В итоге ученые из SAIT заменили пластик, ранее применявшийся в растягивающихся дисплеях, на эластомер. Полученная система сочетает дисплей и сенсор с использованием процессов фотолитографии для создания микротекстур и обработки больших площадей. Эластомер – современный материал с высокой эластичностью и упругостью, возможности применения которого в существующих полупроводниковых процессах ограничены из-за чувствительности к нагреванию. Чтобы справиться с этой проблемой, ученые повысили термическое сопротивление материала, изменив его молекулярный состав, и химически интегрировали определенные цепочки молекул для сопротивления материалам, используемым в полупроводниковых процессах.
Разработанные учеными SAIT растягиваемый датчик и OLED-дисплей были созданы благодаря стремлению преодолеть ограничения современных устройств и техпроцессов, в том числе доступных эластичных материалов. Данная работа имеет большое значение, поскольку ее результатом стало создание более химически- и термостойкого эластомера, что расширяет возможности для коммерческого применения тянущихся устройств с большими экранами высокого разрешения в будущем.
Читайте АВ Клуб в Telegram
