نانومواد

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان

 

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان
صفحه نمایش تمام رنگی AMOLED با صفحه بزرگ مبتنی بر MoS2. (الف) نمایش شماتیک هواپیمای مبتنی بر MoS2 با عملکرد بالا بر روی یک بستر شیشه ای حامل ۴ اینچی ، جایی که یک لایه پوششی Al2O3 برای اثرات n-doping روی فیلم MoS2 (بالا سمت چپ) ، یک ماتریس فعال کامل استفاده شد نمایشگر رنگی به بستر پلیمری فوق نازک (بالا سمت راست) اعمال شد ، و صفحه نمایش تمام رنگی با مساحت بزرگ بر روی دست انسان (پایین سمت راست) آزمایش شد. (B) طرح آرایه پیکسل تمام رنگی ماتریس فعال با ترانزیستورهای MoS2 ، جایی که هر پیکسل از طریق یک گیت ، داده و رابط اتصال کاتدی برای کنترل آدرس دهی خط متصل شده است. (C) عکس دیجیتالی از نمایشگر ماتریس فعال روی بستر شیشه ای حامل ۴ اینچی ، جایی که صفحه نمایش هنگام روشن شدن صفحه نمایش تمام رنگی را نشان می دهد. (D) عکس دیجیتالی از صفحه نمایش تمام رنگی بزرگ روی بستر پلیمری فوق نازک ، نشان دادن ویژگی های مکانیکی انعطاف پذیر به دلیل سختی خمش کم ماده فوق نازک. اعتبار عکس: مینو چوی ، دانشگاه یونسی

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان دانشمندان و مهندسان برای توسعه ، باید تحقیقات گسترده ای را در زمینه الکترونیک پوشیدنی انجام دهند. سیستم های الکترونیکی هوشمند بر روی دستگاه های انعطاف پذیر و لایه های فوق نازک متمرکز شده اند. محدودیتهای ذاتی این مواد باعث ایجاد انگیزه در استفاده از مواد نیمه هادی جایگزین مانند MoS ۲ زیر> برای درج در ترانزیستورهای فیلم نازک (TFT) و مدارهای منطقی با عملکرد نسبتاً بالا . این مواد به عنوان دی کلکوژنیدهای فلزات گذار شناخته می شوند و خصوصیات الکتریکی ، نوری و مکانیکی منحصر به فردی را برای مدار برگشت هواپیما لوازم الکترونیکی پوشیدنی. محققان اخیراً ترانزیستورهای MoS ۲ را با پیشرفته قرمز ، سبز و آبی (RGB) توسعه داده اند. رنگها به عنوان یک نیاز اساسی و اساسی برای نمایش های عملی. در این کار ، چوی و همکاران برای ایجاد ۳۲۴ پیکسل در یک OLED RGB 2 اینچی ، یک آرایه MoS ۲ با سطح وسیع ایجاد کرد که در آن صفحه نمایش تمام رنگی پیکربندی ماتریس فعال را نشان می دهد. OLED های RGB از ویژگی های مختلف الکترونیکی مختلف ساخته شده اند ، بنابراین تیم TFT های صفحه عقب را برای کنترل هر پیکسل رنگ طراحی کردند. این نصب آزمایشی به عنوان یک نمایشگر پوشیدنی امیدوار کننده بود و بدون تأثیرات سو ad به طور ثابت روی پوست انسان کار می کرد. این تیم از طرح های مواد ناهمگن برای تشکیل الکترونیک الکترونیکی در کار حاضر استفاده کرد.

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان
ویژگی های دستگاه ترانزیستور MoS2 و OLED های RGB. (A) منحنی انتقال ترانزیستور MoS2 روی بستر شیشه ای حامل ۴ اینچ ، جایی که میانگین تحرک ۱۸ سانتی متر مربع V − ۱ s − ۱ برای کار با OLED های RGB کافی بود. (B) ویژگی های I-V ترانزیستور MoS2 به دلیل اینکه بایاس گیت از +۴ به ۷ ولت افزایش یافت ، جایی که این ترانزیستور MoS2 نشان می دهد. (C) تجزیه و تحلیل آماری تحرک ترانزیستور MoS2 در ۳۲۴ نمونه. ویژگی های (D تا F) I-V (محور y چپ) و درخشندگی (محور y راست) RGB OLED به عنوان تابعی از تعصب اعمال شده ، که در آن مجموعه ها انتشار هر رنگ OLED را تجسم می کنند.

صفحه نمایش OLED ماتریس فعال (AMOLED) با مساحت بزرگ

دانشکده ها :  این تیم از طریق دنباله ای از پردازش ها ، یک صفحه نمایش OLED ماتریس فعال (AMOLED) با مساحت بزرگ با صفحه پشتی MoS ۲ طراحی کردند. آنها ابتدا آرایه ای از لایه ترانزیستور با لایه نازک (TFT) را روی یک فیلم نازک MoS ۲ تشکیل دادند ، سپس یک RGB OLED را روی الکترود تخلیه TFT ها رسوب دادند و نمایشگر را از حامل پوست گرفتند تا آن را به دست انسان (هدف). در طی مراحل ، آنها یک فیلم لایه لایه MoS ۲ را بر روی یک ویفر ۴ اینچی SiO ۲ / Si از طریق رسوب بخار شیمیایی آلی فلز (MOCVD). سپس آنها بسترهای پلی اتیلن ترفتالات (PET) را با استفاده از اتمی با اکسید آلومینیوم پوشاندند. رسوب لایه و انتقال فیلم MoS ۲ از ویفر SiO ۲ / Si به این بستر PET جهت تولید آرایه ترانزیستور MoS ۲ با رانندگی پیکربندی backplane. ساختار به دست آمده منحصر به فرد بوده و با اکسید آلومینیوم محصور شده است تا باعث بهبود تماس های فلزی و تحرک حامل شود. صفحه نمایش تمام رنگی AMOLED پیکسل های RGB OLED را به طور یکنواخت کنترل می کند ، جایی که هر پیکسل به یک داده و یک خط اسکن متصل می شود و کل مدار نمایش در یک طراحی ماتریس فعال . چوی و همکاران جریان پیکسل را بر اساس سیگنال های تخلیه و دروازه ترانزیستور کنترل می کند تا روشنایی OLED را تغییر دهد. سپس آنها می توانند صفحه نمایش فوق نازک را از بستر شیشه حامل به سطح منحنی بدون تخریب دستگاه تبدیل کنند.

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان
را تیره کنید عملکرد دینامیکی نمایشگر ماتریس فعال از طریق کنترل مدار خارجی

برنامه های نمایش پایدار

این تیم منحنی های خروجی ولتاژ جریان را برای تعیین مشخصات تخلیه TFT ها بررسی کردند تا رابطه بین جریان تخلیه (I DS ) و ولتاژهای بایاس (V DS و V GS ). همگونی فیلم MoS ۲ رشد یافته MOCVD باعث یکنواختی زیاد برای کاربردهای نمایش پایدار می شود. ویژگی های دستگاه در تمام نمونه ها سازگار بود ، به تک پیکسل اجازه می داد در AMOLED تمام رنگی کار کند ، در حالی که بازده کاهش نمی یابد. این تیم بالاترین میزان درخشندگی را در ۴۶۰ ، ۵۳۰ و ۶۵۰ نانومتر برای OLED های آبی ، سبز و قرمز اندازه گیری کردند.

در تعصب پالس گیت تکرار ۱۰ ولت ، OLED یک انتقال سریع بین حالت روشن و خاموش را نشان می دهد ، اگرچه زمان پاسخ توسط سیستم اندازه گیری محدود شده است ، اما زمان تأخیر کوتاه است. مدولاسیون دروازه در حالت خاموش رخ نداد و حالت پیکسل ثابت ماند و عملکرد ضد نشتی TFT را ارائه می دهد. جریان پیکسل نیز با افزایش تعصب دروازه (V G ) در حالت روشن به طور چشمگیری افزایش یافت تا به ولتاژ آستانه ۵ ولت در OLED های RGB برسد.

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان
خصوصیات یک پیکسل یکپارچه با ترانزیستور MoS2 و RGB OLED. (الف) نمایش شماتیک پیکسل های واحد RGB با ترانزیستور MoS2 در اتصال سری برای پیکربندی ماتریس فعال. (B) ویژگی های سوئیچینگ پیکسل با استفاده از تعصب دروازه −۱۰ و ۱۰ ولت در تعصبات داده ثابت ۴ ولت (قرمز) و ۱۰ ولت (آبی) کنترل می شود. (C) عکس دیجیتالی از تغییر درخشندگی در OLED های RGB در محدوده بایاس گیت ۴ تا ۹ ولت ، جایی که روشنایی هر OLED پایدار بود و توسط سیگنال دروازه ترانزیستور MoS2 کنترل می شد. (D تا F) جریان پیکسل (محور y سمت چپ) و درخشندگی (محور y راست) تابعی از سیگنال گیت

اثبات مفهوم – دستگاه الکترونیکی پوشیدنی

این تیم عملکرد تک پیکسل های RGB را با استفاده از ترانزیستورها تأیید کرده و یک آرایه ۱۸ ۱۸ ۱۸ (۳۲۴ پیکسل) را به داده ها و خطوط گیت مدار صفحه عقب ترانزیستور ادغام کرده و یک صفحه نمایش تمام رنگی AMOLED را تشکیل می دهد. آنها هر پیکسل را از طریق خط ماتریس کنترل کرده و در هر پیکسل جداگانه در نمایشگرهای OLED تابش نور ثابت را حفظ می کنند. پیکسل های RGB OLED به دلیل کنترل پایدار گیت و سیگنال های داده ، روشنایی ثابت و یکنواختی از خود نشان دادند. چوی و همکاران آرایه های پیکسل RGB را از طریق یک مدار درایو خارجی پیکربندی شده در یک ساختار پیکسل نوار تجاری که شخصیت های “R” ، “G” و “B” را نشان می دهد ، پی در پی هدایت می کند.

سختی کم دستگاه فوق نازک از تخریب خصوصیات نوری و الکتریکی در طی رفلکس های تغییر شکل مکانیکی قابل ملاحظه – پس از انتقال آن به دست انسان جلوگیری کرد. بر اساس مشخصات ولتاژ جریان ( I-V ) ، در حین جمع شدن پوست یا تمرینات کششی پوست ، میزان جریان تغییر نکرد و حالت روشن نیز در حین عملکرد نمایش ماتریس فعال نوسان نداشت. در حالی که ثبات دستگاه هنوز در حال توسعه است ، تیم قصد دارد مهندسی بیشتری برای بهبود فیلم MoS ۲ برای کاربردهای عملی به عنوان یک صفحه نمایش تمام رنگی AMOLED پوشیدنی انجام دهد.

نمایش دیودهای آلی نور ماتریس فعال بر روی پوست انسان
صفحه نمایش تمام رنگی AMOLED پوشیدنی مبتنی بر مدارهای backplane MoS2. عکس های دیجیتال از نمایش ماتریس فعال تمام رنگی در حالت (A) حالت “همه روشن” ؛ (B) عملکرد دینامیکی نمایشگر ماتریس فعال ، که در آن سیگنالهای دروازه و داده به طور جداگانه با استفاده از مدار خارجی کنترل می شوند. و (C) استفاده از نمایشگر فوق نازک بر روی دست انسان ، جایی که صفحه نمایش توسط دو حالت مکانیکی بر اساس حرکت دست تغییر شکل داده است ، یعنی حالت فشاری (مرکز) و حالت کششی (راست). (D) نمودار جریان پیکسل واحد به عنوان تابعی از ولتاژ داده در مقادیر VG 4 ولت (حالت خاموش) ، ۶ ولت و ۹ ولت در حالت فشرده سازی (آبی) ، تخت (قرمز) و کششی (سبز) . در هر تعصب گیت اعمال شده (VG) ، تغییر ناچیزی در جریان پیکسل در حالت های مختلف تغییر شکل مشاهده می شود ، که امکان عملکرد پایدار AMOLED بر روی دست انسان را فراهم می کند. (E) تغییرات جریان حالت حالت عادی نمایش فوق العاده نازک بر روی دست انسان در طی تغییر شکل مکانیکی.

به این ترتیب ، Minwoo Choi و همکارانش یک کلاس نازک (۲ اینچی) پوشیدنی و تمام رنگ AMOLED نمایش با آرایه های ۱۸ ۱۸ ۱۸ با استفاده از TFT های صفحه عقب مبتنی بر MoS ۲ . آنها آرایه ترانزیستور را مستقیماً روی فیلم لایه زیرین MoS ۲ ساخته اند که با استفاده از MOCVD رشد کرده و تحرک حامل بالا و نسبت خاموش و روشن را مشاهده کرده اند. این تیم با اعمال ولتاژ گیت بین ۴ تا ۹ ولت میزان انتشار پیکسل های RGB OLED را کنترل کردند. آنها از یک بستر پلاستیکی فوق نازک (PET) همراه با مواد نیمه رسانای ۲-D برای ساخت مستقیم OLED ها برای عملکرد عالی الکتریکی ، نوری و مکانیکی استفاده کردند. این سیستم آزمایشی می تواند برای ادغام در دستگاه های پوشیدنی و الکترونیکی فراتر از مواد آلی متعارف و سفت و سخت موجود ، بهبود یابد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا