Recentemente, pesquisadores da SEOULTECH foram pioneiros em uma técnica de remoção de laser baseada em grafeno que evita danos ao separar telas OLED ultrafinas. Ao utilizar a capacidade do grafeno de absorver luz UV e distribuir calor, eles alcançaram telas originais e flexíveis. Este avanço abre portas para dispositivos ultrafinos e extensíveis que se ajustam confortavelmente à pele humana, revolucionando a tecnologia de dispositivos vestíveis.
À medida que cresce a procura por dispositivos eletrónicos mais finos, leves e flexíveis, a necessidade de processos de fabrico avançados tornou-se crítica. Filmes de poliimida (PI) são amplamente utilizados nessas aplicações devido à sua excelente estabilidade térmica e flexibilidade mecânica. Eles são cruciais para tecnologias emergentes, como monitores enroláveis, sensores vestíveis e dispositivos fotônicos implantáveis. No entanto, quando a espessura desses filmes é reduzida abaixo de 5 μm, as técnicas tradicionais de laser lift-off (LLO) geralmente falham. Deformações mecânicas, enrugamentos e resíduos frequentemente comprometem a qualidade e a funcionalidade de dispositivos ultrafinos, tornando o processo ineficiente e caro.
Nessa visão, os pesquisadores recorreram ao grafeno, nanomaterial conhecido por suas excepcionais propriedades térmicas e mecânicas. Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul (SEOULTECH), liderada pelo professor Sumin Kang, desenvolveu uma nova técnica para superar os desafios do processo LLO. Seu método inovador de levantamento a laser aprimorado (GLLO) habilitado para grafeno garante que telas ultrafinas possam ser separadas suavemente e sem danos – tornando-as perfeitas para aplicações vestíveis. Seu estudo é publicado na revista Comunicações da Natureza em 27 de setembro de 2024.
Neste estudo, eles introduziram um novo processo GLLO que integra uma camada de deposição química de vapor-grafeno crescido entre o filme PI e seu suporte de vidro. “As propriedades únicas do grafeno, como a sua capacidade de absorver luz ultravioleta (UV) e distribuir o calor lateralmente, permitem-nos retirar substratos finos de forma limpa, sem deixar rugas ou resíduos,” diz o Prof. Usando o método GLLO, os pesquisadores separaram com sucesso substratos de PI ultrafinos de 2,9 μm de espessura, sem qualquer dano mecânico ou resíduo de carbono deixado para trás. Em contraste, os métodos tradicionais deixavam os substratos enrugados e os suportes de vidro inutilizáveis devido a resíduos teimosos. Essa inovação tem implicações de longo alcance para eletrônicos extensíveis e dispositivos vestíveis.
Os pesquisadores demonstraram ainda o potencial do processo GLLO criando dispositivos de diodo orgânico emissor de luz (OLED) em substratos PI ultrafinos. Os OLEDs processados com GLLO mantiveram seu desempenho elétrico e mecânico, mostrando propriedades consistentes de densidade de corrente-tensão-luminância antes e depois da decolagem. Esses dispositivos também resistiram a deformações extremas, como dobramento e torção, sem degradação funcional. Além disso, os resíduos carbonosos no suporte de vidro foram reduzidos em 92,8%, possibilitando seu reaproveitamento. Essas descobertas destacam o GLLO como um método promissor para a fabricação de eletrônicos ultrafinos e flexíveis com maior eficiência e custos reduzidos.
“Nosso método nos aproxima de um futuro onde os dispositivos eletrônicos não serão apenas flexíveis, mas perfeitamente integrados em nossas roupas e até mesmo em nossa pele, melhorando tanto o conforto quanto a funcionalidade.” diz o Prof. Usando este método, dispositivos flexíveis que fornecem monitoramento em tempo actual, smartphones que se enrolam ou rastreadores de health que se flexionam e se esticam com seus movimentos podem ser projetados facilmente.
No futuro, a equipe de pesquisa planeja otimizar ainda mais o processo, concentrando-se na eliminação completa de resíduos e no aumento da escalabilidade. Com seu potencial para revolucionar a indústria eletrônica, o processo GLLO marca um avanço significativo em direção a um futuro onde dispositivos ultrafinos, flexíveis e de alto desempenho se tornarão opções viáveis para uso diário.