Buscando inovação no desenvolvimento de eletrônicos da próxima geração, pesquisadores da Universidade de Minnesota, em Twin Cities, imprimiram em 3D um display orgânico flexível de diodo emissor de luz (Oled), uma das tecnologias mais avançadas atualmente para a fabricação de telas. A descoberta, segundo os cientistas, pode resultar em televisores e monitores, por exemplo, de baixo custo e produzidos em casa por qualquer pessoa com acesso a uma impressora 3D. O resultado da pesquisa foi publicado na revista Science Advances.
A tecnologia Oled baseia-se na conversão de eletricidade em luz usando uma camada de material orgânico. Os Oleds funcionam como displays digitais de alta qualidade e podem ser flexibilizados e utilizados tanto em dispositivos de grande escala, como televisores e monitores, quanto em eletrônicos portáteis, smartphones, por exemplo. Essas telas ganharam popularidade porque são leves, eficientes em termos de energia, finas e flexíveis ao mesmo tempo em que oferecem um amplo ângulo de visão e alta taxa de contraste.
"Os displays Oled são geralmente produzidos em instalações de fabricação grandes, caras e ultralimpas", diz Michael McAlpine, professor da Universidade de Minnesota e autor sênior do estudo. "Queríamos ver se poderíamos basicamente condensar tudo isso e imprimir uma tela Oled em nossa impressora 3D de mesa, que foi construída sob medida e custa aproximadamente o mesmo que um Tesla Model S", explica, referindo-se ao modelo do veículo que, nos EUA, é vendido a US$ 90 mil.
A equipe já havia tentado imprimir telas do tipo em 3D, mas teve dificuldades com a uniformidade das camadas emissoras de luz. Outros grupos imprimiram parcialmente displays, conta McAlpine, mas também contaram com tecnologias avançadas, como evaporação térmica e revestimento por rotação (spin-coating) para que os dispositivos fossem totalmente funcionais.
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Seis camadas
No novo estudo, os pesquisadores combinaram duas diferentes técnicas para obter as seis camadas do dispositivo, que resultaram em uma tela Oled totalmente impressa em 3D. Os eletrodos foram todos produzidos por extrusão, enquanto as camadas ativas foram fabricadas por spray pela mesma máquina à temperatura ambiente. O protótipo da tela tinha cerca de 1,5 polegadas de cada lado e 64 pixels. Cada pixel funcionou e exibiu luz.
"Achei que conseguiria algo, mas, talvez, não uma tela totalmente funcional", disse Ruitao Su, primeiro autor do estudo e, agora, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). "Mas, então, acontece que todos os pixels estavam funcionando e eu pude exibir o texto que projetei. Não consegui dormir a noite inteira." Su diz que o display também é flexível e pode ter uma ampla variedade de aplicações, incluindo a produção de componentes vestíveis.