От години учените се опитват да намерят начин да създадат OLED-дисплей, който може да се огъва, усуква и разтяга, като същевременно поддържа ярка и стабилна светлина. Такива дисплеи биха могли потенциално да доведат до нов клас електроника, като например вплитането им в тъканите на дрехите за изобразяване на информация за скоростта или сърдечната дейност на бегача.

Досега трябваше да се прави компромис: колкото повече се разтягаше материалът, толкова по-забележимо намаляваше яркостта на дисплея. Пробив беше направен от екип от учени, ръководен от Юрий Гогоци от университета Дрексел (Пенсилвания, САЩ) —- те разработиха специален клас материали MXenes, които позволяват на OLED-дисплеите да запазят яркостта си дори когато са значително разтегнати —- например до два пъти първоначалния си размер. Тези материали също така преобразуват електричеството в светлина с рекордна квантова ефективност от 17%. Ученият по материалознание Тае-У Ли от Националния университет в Сеул работи по проекта заедно с професор Гогоци.

Обикновено OLED-дисплеят се състои от няколко слоя. В основата му е катодът, който доставя електрони до органични слоеве, действащи като проводници на заряда. Докато се движат през тези слоеве, електроните се натъкват на дупки —- квазичастици с положителен заряд към филм от индиево-калаен оксид (ITO), който действа като анод. Когато тези противоположни заряди се комбинират, органичният материал освобождава енергия под формата на светлина, като по този начин образува пиксели, които формират изображението. Цялата структура е запечатана със стъкло, към което е свързан анодът, и в това се крие проблемът: стъклото е крехко. Студентите на професор Гогоци разработиха прозрачен проводим филм, направен от MXene – ултратънък и гъвкав материал с металоподобна проводимост. Той се състои от множество плоски слоеве, които могат да се движат един спрямо друг, без да се прегъват или чупят. Филмът, с дебелина само 10 nm, се е доказал като оптимален заместител на ITO.

По време на експериментите, учени, водени от Гогоци и Лий, открили, че сместа от MXene и сребърна нанопроводна жица демонстрира най-голяма разтегливост —- до 200% без загуба на яркост на OLED. Филмът MXene се оказал не само по-гъвкав от ITO, но и помогна за увеличаване на яркостта с почти един порядък, подобрявайки енергийната ефективност на контакта между горния светлоизлъчващ органичен слой и самия филм; това увеличение от 17% е рекорд за разтегливите OLED дисплеи. Но работата не спира дотук. Група корейски учени разработили два допълнителни слоя за средната част на OLED-дисплея: единият насочва положителните заряди към светлоизлъчващия слой, осигурявайки по-ефективно използване на енергията, докато вторият помага за рециклиране на загубената енергия, която обикновено би се разсеяла, като по този начин увеличава общата яркост на дисплея дори и при разтягане. Еластичността на структурата достига 200%.

Гъвкавите дисплеи, способни да поддържат яркост, биха могли да се използват в много области: промишлеността и роботиката, електронните компоненти за дрехи, джаджите и комуникационното оборудване. Учените обаче смятат, че най-обещаващото приложение е мониторингът на здравето – такива дисплеи биха могли да се използват за създаване на устройства, по-функционални от днешните смарт-часовници. Преди да пуснат тези дисплеи на пазара обаче, изследователите ще трябва да решат друг проблем, който е общ за всички гъвкави OLED-дисплеи: съществуващите материали не са в състояние да поддържат излъчването на светлина достатъчно дълго, за да отговорят на нуждите на потребителите. Трябва да се намери и гъвкав уплътнителен материал, който да предпазва компонентите на дисплея, предотвратявайки проникването на кислород и влага.