Equipa da Universidade de Stanford cria ecrã LED que se pode esticar

Embora esta tecnologia ainda no início, prova que é possível criar um ecrã LED que se pode moldar livremente.
Ecra
Imagem - Universidade de Stanford

Os ecrãs dos smartphones ou dos televisores são, normalmente, objectos que têm uma forma fixa. Já existem alguns tipos de ecrãs, como os OLED, que são suficientemente flexíveis para que se consigam dobrar, mas ainda não existiam ecrãs que pudessem ser esticados. Recentemente, uma equipa da Universidade de Stanford conseguiu descobrir os princípios básicos que permitem a construção de ecrãs LED que podem ser esticados e já estão a tentar descobrir como é que se conseguem criar ecrãs interactivos completamente flexíveis.

Ao contrário dos ecrãs LED tradicionais, que são feitos de cristais líquidos que estão dentro de um invólucro rígido, esta nova tecnologia, descrita esta semana no jornal Nature, é totalmente composta por um polímero que é muito semelhante a um elástico normal. 

Os ecrãs LED (Light Emitting Diode) típicos, usados por exemplo em TV ou em smartphones, são compostos por várias camadas dispostas como uma sanduíche, organizadas numa matriz, que tem de conter uma camada de cristais líquidos, que está entre duas camadas de eléctrodos, algumas camadas de polarização de luz e uma máscara RGB, que está entre a camada com os cristais líquidos e a pessoa que está a olhar para o ecrã. A forma como as camadas são construídas, permite que se desenrolem várias reacções complexas, cujo resultado é a produção de imagens com brilho.

O princípio básico desta construção é que o cristal líquido consegue manipular os caminhos, direcções e intensidade da luz ao nível do píxel, o elemento mais pequeno de uma imagem num ecrã. Cada um dos píxeis, tem três sub-pixeis com filtros de cor verde, vermelho e azul, e podem ser mostrados com intensidades variáveis, para fazer com que cada píxel consiga bloquear cores diferentes. O conjunto de todos os píxeis no ecrã forma uma imagem.

Ao contrário dos ecrãs OLED, os ecrãs LCD, usados em computadores e televisores não emitem luz por si. A iluminação do ecrã é feita através de uma peça rígida que tem luzes LED, que está montada por trás do ecrã de cristais líquidos. E, mesmo que se tentasse tornar um ecrã LCD mais flexível, a peça onde está o sistema de retroiluminação não permite. Por isso é que os smartphones com ecrãs dobráveis usam tecnologia OLED, que integra tudo o que é necessário para compor uma imagem numa película relativamente fina.

“O que estamos a tentar fazer é um novo tipo de ecrã que pode ser dobrado e mudar de forma, mas que continue a mostrar as imagens” diz Zhenan Bao, professora de engenharia quimica na Universidade de Stanford e autora do paper publicado na revista Nature. Um ecrã LED deste tipo, pode ser ajustado aos contornos de objectos e a superfícies que não sejam planas. Nos testes que a equipa de Stanford realizou, esticaram e tentaram furar o ecrã com uma caneta, mas o ecrã manteve-se funcional.

Ecra
Imagem – Universidade de Stanford

A equipa desenvolveu uma nova forma de combinar materiais plásticos flexíveis e rígidos para que o polímero emissor de luz forme estruturas de nanofibras, de forma facilitar a passagem da corrente. Foi possível criar nanoestruturas para luz verde, vermelha e azul, as cores base de um ecrã. Depois, o desafio foi encontrar uma forma de juntar as várias camadas para formar o ecrã. O produto final é constituído por duas camadas exteriores que envolvem duas camadas de eléctrodos, duas camadas de transporte e uma camada de emissão de luz. 

Com o primeiro protótipo, a equipa demonstrou que o ecrã conseguia mostrar uma imagem estática. Neste momento, o ecrã tem uma resolução muito baixa. Os píxeis são muito grandes e o próximo espaço é aumentar a resolução através da miniaturização dos píxeis e também aumentar o tempo de vida do ecrã.

Neste momento, o ecrã consegue emitir luz em ambientes ricos em Azoto durante dias. Depois de ser exposto ao ar, o ecrã dura apenas algumas horas. O problema com o ar tem a ver com a humidade e o oxigénio, que degradam o polímero emissor de luz. Nos ecrãs OLED, os píxeis também funcionam correctamente apenas em ambientes ricos em azoto, mas neste caso, foi integrado um material que sela o azoto e bloqueia o oxigénio e a humidade do ar. Por isso, esta será uma das coisas a desenvolver para tornar este ecrã utilizável em todas as aplicações para que foi pensado.