Witte, flexibele wearable led is makkelijk te produceren

Researchers van de National Chiao Tung University, Taiwan hebben uiterst flexibele witte led's gecreëerd voor potentieel gebruik in wearable displays of op niet-vlakke oppervlakken, zoals gebogen en flexibele televisieschermen.

 

"Vergeleken met organische lichtdioden is dit ontwerp voor flexibele led's bijzonder aantrekkelijk door de lagere kosten, de langere levensduur en het hoge rendement. Bovendien zijn alle ervoor benodigde technologieën momenteel al beschikbaar", zegt Chien-Chung Lin, associate professor van het College of Photonics aan de National Chiao Tung University in Taiwan.

Deze maand verschijnt een artikel van  Lin, professor Hao-Chung Kuo, en hun onderzoeksteam in Optics Express, een tijdschrift dat wordt uitgegeven door de Optical Society (OSA). Dit is hun eerste flexibele led; eerder werkten zij aan conventionele led's.

 

De off-the-shelf led van de onderzoekers krijgt zijn flexibiliteit dank zij de twee toegepaste primaire materialen, polyimide en polydimethylsiloxaan. Om hem te construeren bedekten Lin en zijn collega's een polyimide substraat met koperfolie afschermtape. In een proces dat bekend staat als flip-chip bonding monteerden ze 81 blauwe-ledchips van 1,125 mm x 1,125 mm ondersteboven op de folie. Flip chip bonding reduceert de thermische weerstand en resulteert in een hogere warmtedissipatie dan het traditionele draad-bonding,

 

Om een warm geelwit licht te krijgen brachten de onderzoekers opnieuw een laag aan, bestaande uit een gele fosforfilm die was gemengd en gespincoat in polydimethylsiloxaan, of PDMS, een veelgebruikte organische polymeer op basis van siliconen. Deze film is gekozen omdat hij zeer transparant, flexibel en stabiel is. De afmetingen van de uiteindelijke film waren vijf bij vijf centimeter, maar er is geen reden waarom hij niet veel groter zou kunnen zijn.

Om de duurzaamheid te testen, beproefden de onderzoekers de led gedurende 1000 uur. Het bleek dat de lichtemissie daarna slechts 5% was verminderd. De mogelijkheid om hem te gebruiken in wearables werd gedemonstreerd in buigproeven. De led hield zijn volledige uitgangsvermogen bij een buiging met een straal van 1,5 cm. de lichtopbrengst bleek 120 lumen/watt.

 

"Omdat alle onderdelen voor de led al in de huidige technologie beschikbaar zijn, kan de gecombineerde betrouwbaarheid bijzonder goed zijn", zegt Lin. "Voor de meeste nieuwe processen of materialen is een langdurige procedure nodig om hun betrouwbaarheid te verifiëren, maar omdat ons ontwerp alleen beschikbare zaken gebruikt, omzeilen wij dat probleem".