Micro LEDs flexibles para tecnología ponible

Unos investigadores de la Universidad de Texas en Dallas y sus colegas internacionales han desarrollado un método para crear micro LEDs que pueden ser doblados, retorcidos, cortados y pegados a diferentes superficies.

La investigación, publicada en la revista Science Advances, ayudará a allanar el camino para la próxima generación de tecnología flexible y que se pueda llevar encima.

Utilizados en productos que van desde luces de freno hasta vallas publicitarias, los LED son componentes ideales para la retroiluminación y las pantallas de los dispositivos electrónicos, ya que son ligeros, delgados, de bajo consumo y visibles en diferentes tipos de iluminación. Los micro LEDs, que pueden ser tan pequeños como de 2 micrómetros y se agrupan para alcanzar cualquier tamaño, proporcionan una mayor resolución que otros LEDs. Su tamaño los hace adecuados para dispositivos pequeños como los relojes inteligentes, pero pueden combinarse para funcionar en televisores de pantalla plana y otras pantallas más grandes. Sin embargo, los LEDs de todos los tamaños son frágiles y normalmente solo pueden usarse en superficies planas.

Los nuevos micro LEDs de los investigadores pretenden cubrir la demanda de aparatos electrónicos plegables y ponibles.

"El mayor beneficio de esta investigación es que hemos creado un LED desmontable que se puede fijar a casi cualquier cosa", dijo el Dr. Moon Kim, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en UT Dallas y autor del estudio. "Puedes transferirlo a tu ropa o incluso a la goma, esa fue la idea principal. Puede sobrevivir incluso si lo arrugas. Si lo cortas, puedes usar la mitad del LED".

Los micro LED flexibles pueden ser retorcidos (a la izquierda) o doblados (a la derecha). Los LEDs, que se pueden despegar y pegar en casi cualquier superficie, podrían ayudar a preparar el camino para la próxima generación de tecnología ponible. (Foto: The University of Texas at Dallas)

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Computación Erik Jonsson y de la Escuela de Ciencias Naturales y Matemáticas ayudaron a desarrollar el LED flexible a través de una técnica llamada epitaxia remota, que consiste en hacer crecer una fina capa de cristales de LED en la superficie de una oblea de cristal de zafiro, o sustrato.

Típicamente, el LED permanecería en la oblea. Para hacerla desmontable, los investigadores añadieron una capa antiadherente al sustrato, que actúa de manera similar a la forma en que el papel de horno permite la fácil extracción de las galletas, por ejemplo. La capa añadida, hecha de una lámina de carbono de un solo átomo de grosor llamada grafeno, evita que la nueva capa de cristales LED se pegue a la oblea.

"El grafeno no forma enlaces químicos con el material de los LEDs, por lo que añade una capa que nos permite sacar a los LEDs de la oblea y pegarlos a cualquier superficie", dijo Kim, quien supervisó el análisis físico de los LEDs usando un microscopio electrónico de escaneo/transmisión de resolución atómica en la Instalación de Nano Caracterización de UT Dallas.

Colegas de Corea del Sur realizaron pruebas de laboratorio de los LEDs adhiriéndolos a superficies curvas, así como a materiales que posteriormente fueron retorcidos, doblados y arrugados. En otra demostración, adhirieron un LED a las patas de una minifigura de Lego, adaptando diferentes posiciones.

Doblar y cortar no afecta la calidad o las propiedades electrónicas del LED, dijo Kim.

Los LEDs flexibles tienen una variedad de usos posibles, incluyendo iluminación flexible, ropa y dispositivos biomédicos que se pueden llevar puestos, etc. Desde la perspectiva de la fabricación, la técnica ofrece otra ventaja: debido a que el LED puede ser removido sin romper el sustrato de la oblea subyacente, esta última puede ser usada repetidamente.

"Puedes usar un sustrato muchas veces, y tendrá la misma funcionalidad", dijo Kim.

En los estudios en curso, los investigadores también están aplicando la técnica de fabricación a otros tipos de materiales.

"Es muy emocionante; este método no se limita a un tipo de material", dijo Kim. "Está abierto a todo tipo de materiales". (Fuente: NCYT Amazings)