Duas novas tecnologias de telas realmente interativas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/04/2024

Conceito da tela multifuncional, estrutura e protótipos de demonstração.
[Imagem: Chunxiong Bao et al. - 10.1038/s41928-024-01151-x]

Tela intrinsecamente interativa

Pesquisadores da Universidade de Linkoping, na Suécia, desenvolveram uma tela digital na qual os próprios LEDs reagem ao toque, à luz, às impressões digitais e ao pulso do usuário, entre outras coisas.

Com tamanha versatilidade, esta tecnologia pode marcar o início de uma nova geração de monitores para celulares, computadores e tablets.

"Nós demonstramos agora que nosso princípio de projeto funciona. Nossos resultados mostram que há um grande potencial para uma nova geração de telas digitais onde novos recursos avançados podem ser criados. A partir de agora, trata-se de melhorar a tecnologia em um produto comercialmente viável," diz o professor Feng Gao.

As telas LCD e OLED mais modernas do mercado só servem para exibir informações. Para se tornar uma tela multifuncional que detecta toques, impressões digitais ou mudanças nas condições de iluminação, são necessários vários sensores colocados na parte superior ou ao redor da tela.

Na nova tela, todas as funções dos sensores são incorporadas nos próprios LEDs, dispensando a necessidade de sensores e de camadas adicionais. Para isso, os LEDs são feitos de um material cristalino chamado perovskita, que apresenta uma capacidade de absorção e emissão de luz excepcionais, o que é a chave que viabiliza a nova tela interativa.

Além de a tela reagir ao toque, à luz, às impressões digitais e ao pulso do usuário, ela também pode ser carregada diretamente pelos LEDs porque as perovskitas também podem funcionar como células solares.

A equipe já desenvolveu LEDs de perovskita em todas as três cores do padrão RGB, abrindo caminho para uma tela que possa apresentar todas as cores dentro do espectro de luz visível. Mas ainda há desafios a serem resolvidos antes que a tela chegue ao mercado. "Por exemplo, a vida útil dos LEDs de perovskita precisa ser melhorada. Atualmente, a tela só funciona por algumas horas antes que o material fique instável e os LEDs apaguem," confessou o pesquisador Zhongcheng Yuan.

Diodos emissores de luz de pontos quânticos intrinsecamente extensíveis incorporados em uma tela totalmente funcional, mostrando a imagem de uma borboleta.
[Imagem: Dong Chan Kim et al. - 10.1038/s41928-024-01152-w]

Tela QLED de esticar

Dong Kim e colegas do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul apostaram em outra vertente, as telas de QLEDs, ou diodos emissores de luz de pontos quânticos - pontos quânticos são nanocristais semicondutores com dimensões típicas que variam de alguns a dezenas de nanômetros, sendo que suas propriedades fotoelétricas variam de acordo com seu tamanho.

Embora já façam parte de produtos de consumo há alguns anos, a equipe queria telas de QLEDs que pudessem ser esticadas sem perder a funcionalidade, o que é essencial para aplicações que incluem tecnologias de interface vestíveis e adaptáveis.

O desafio intrínseco ao desenvolvimento de telas QLEDs flexíveis reside na natureza dos próprios pontos quânticos: Como nanopartículas inorgânicas consideradas "0-D", elas não possuem uma extensibilidade inerente, e incorporá-las em substratos similares à borracha tropeça no problema de que os elastômeros são isolantes, o que impede a injeção das cargas elétricas nos pontos quânticos.

A equipe resolveu isto usando um terceiro material para melhorar a injeção das cargas, um semicondutor orgânico (polimérico), criando um filme nanocompósito ternário onde os pontos quânticos se organizam em espécies de "ilhas", o que permite um suprimento eficiente de cargas positivas e negativas e ainda garante a extensibilidade tão almejada.

Após uma cuidadosa seleção e engenharia desses materiais, os pesquisadores obtiveram QLEDs com alto brilho (15.170 cd m^-2), que é o mais alto entre os LEDs extensíveis, além de um baixo limiar de tensão (3,2 V). O dispositivo ficou robusto, funcionando mesmo após esticado até 1,5 vez. Assim, se uma TV QLED de 20 polegadas for fabricada com este material, isso significa que o desempenho da tela permanecerá igual mesmo quando ela for esticada para um tamanho de 30 polegadas.

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