Исследователи компании SEOULTECH впервые применили технологию лазерного отслаивания на основе графена, которая предотвращает повреждение при разделении ультратонких OLED-дисплеев. Используя способность графена поглощать ультрафиолетовый свет и распределять тепло, они добились безупречных и гибких дисплеев. Это усовершенствование открывает возможности для создания ультратонких, растягивающихся устройств, которые удобно прилегают к коже человека, совершая революцию в технологии носимых устройств.
По мере роста спроса на более тонкие, лёгкие и гибкие электронные устройства потребность в передовых производственных процессах становится критически важной. Полиимидные (PI) плёнки широко используются в этих областях благодаря своей превосходной термостойкости и механической гибкости. Они имеют решающее значение для новых технологий, таких как сворачивающиеся дисплеи, носимые датчики и имплантируемые фотонные устройства. Однако, когда толщина этих плёнок становится меньше 5 мкм, традиционные методы лазерного удаления (LLO) часто не работают. Механическая деформация, образование складок и остатки клея часто ухудшают качество и функциональность ультратонких устройств, делая процесс неэффективным и дорогостоящим.
В связи с этим исследователи обратились к графену — наноматериалу, известному своими исключительными тепловыми и механическими свойствами. Исследовательская группа из Сеульского национального университета науки и технологий (SEOULTECH) под руководством профессора Сумин Канг разработала новую технологию для решения проблем, связанных с процессом LLO. Их инновационный метод лазерного отслаивания с использованием графена (GLLO) позволяет плавно и без повреждений отделять ультратонкие дисплеи, что делает их идеальными для носимых устройств.
В этом исследовании они представили новый процесс GLLO, который включает в себя слой графена, выращенного методом химического осаждения из газовой фазы, между плёнкой PI и её стеклянной подложкой. «Уникальные свойства графена, такие как способность поглощать ультрафиолетовый (УФ) свет и распределять тепло в поперечном направлении, позволяют нам аккуратно снимать тонкие подложки, не оставляя складок или следов,» — говорит профессор Канг. Используя метод GLLO, исследователи успешно разделили ультратонкие подложки из полиимида толщиной 2,9 мкм без каких-либо механических повреждений или остатков углерода. В отличие от традиционных методов, при которых подложки сморщивались, а стеклянные носители становились непригодными для использования из-за стойких остатков.
Это достижение имеет далеко идущие последствия для растягивающейся электроники и носимых устройств.
Исследователи также продемонстрировали потенциал процесса GLLO, создав устройства на основе органических светодиодов (OLED) на ультратонких подложках из полиимида. OLED-устройства, обработанные с помощью GLLO, сохранили свои электрические и механические характеристики, демонстрируя стабильные свойства плотности тока, напряжения и яркости до и после снятия с подложки. Эти устройства также выдерживали экстремальные деформации, такие как сгибание и скручивание, без функциональной деградации. Кроме того, количество углеродистых остатков на стеклянной подложке сократилось на 92,8%, что позволяет использовать её повторно. Эти результаты показывают, что GLLO является перспективным методом производства ультратонкой и гибкой электроники с повышенной эффективностью и сниженными затратами.
«Наш метод приближает нас к будущему, в котором электронные устройства будут не просто гибкими, но и органично интегрированными в нашу одежду и даже кожу, повышая комфорт и функциональность, — говорит профессор Кан. С помощью этого метода можно легко создавать гибкие устройства, которые обеспечивают мониторинг в реальном времени, сворачивающиеся смартфоны или фитнес-трекеры, которые сгибаются и растягиваются в соответствии с вашими движениями.
В дальнейшем исследовательская группа планирует оптимизировать процесс, уделяя особое внимание полному удалению остатков и повышению масштабируемости. Процесс GLLO, способный произвести революцию в электронной промышленности, является важным шагом на пути к будущему, в котором ультратонкие, гибкие и высокопроизводительные устройства станут доступными для повседневного использования.