Исследователи университета Токио, работающие под руководством профессора Така Сомейа (Takao Someya), разработали ультратонкое и ультрагибкое защитное покрытие и создали с его помощью дисплей на основе стабильных на воздухе органических светодиодов.
Эта технология позволит разработать накожные дисплеи для визуализации уровня кислорода в крови, частоты сердечного ритма для спортсменов и множества других целей.
Тонкий семисегментный дисплей на основе полимерных светодиодов
функционирует на поверхности тыльной стороны ладони.
Над методами интеграции электронных устройств в организм человека для медико-биологических целей работает множество ученых по всему миру. Для минимизации влияния на место прикрепления к телу предназначенная для постоянного ношения электроника должна быть тонкой и гибкой. Однако большинство разработанных до сегодняшнего дня устройств заключены в стеклянные или пластиковые субстраты с ограниченной гибкостью, толщина которых достигает нескольких миллиметров. А тонкие и гибкие органические устройства, толщина которых измеряется микрометрами, до сих пор быстро разлагались под действием воздуха.
В поисках решения этой проблемы авторы разработали высококачественную защитную пленку толщиной менее 2 микрон, пригодную для изготовления ультратонких и ультрагибких высококачественных электронных дисплеев и других устройств, предназначенных для постоянного ношения. Защитная пленка состоит из чередующихся слоев неорганического (оксинитрита кремния) и органического (парилен) материалов. Она предотвращает проникновение воздуха и водяного пара внутрь устройства, увеличивая срок его службы от нескольких часов (для более ранних прототипов) до нескольких дней. Помимо этого разработчикам удалось, не повредив пленку, прикрепить к ее поверхности прозрачные индиево-оловянно-оксидные электроды, что демонстрирует возможность применения разработки для производства накожных дисплеев.
Используя свою защитную пленку и индиево-оловянно-оксидные электроды, авторы создали полимерные светодиоды и органические фотодетекторы. Их исключительно малая толщина обеспечивает возможность прикрепления к коже, а гибкость — возможность растяжения и деформации при движения организма. Толщина новых полимерных светоиспускающих диодов составляет всего три микрометра, а эффективность более чем в шесть раз превышает эффективность более ранних аналогов. Это снижает тепловыделение и энергопотребление, обеспечивая возможность непосредственного прикрепления к поверхности кожи для медицинских целей, таких как визуализация различных биологических параметров. Авторы также комбинировали красные и зеленые полимерные светодиоды с фотодетекторами, что позволило им продемонстрировать работу сенсора уровня кислорода в крови.
По словам профессора Сомейа, несмотря на то, что после переворота в сфере коммуникаций после появления мобильных телефонов такие устройства становятся все меньше и меньше, они по-прежнему представляют собой отдельные приборы, которые мы вынуждены носить с собой. Вполне возможно, что в будущем им на смену придут накожные дисплеи, которые не только избавят нас от лишних устройств, но и придадут новые краски общению.
