高效率高機械穩定性的可拉伸有機電致發光器件

過去幾十年，硅基電子學在小型化、高集成度和高速度方面取得了巨大的成功。但是，傳統的電子器件不可彎折、不可拉伸的缺點，在很大程度上限制了器件的應用。近年發展起來的柔性電子學和最近剛剛興起的可拉伸電子學為人們帶來了全新的概念，使得電子器件可以彎折甚至拉伸，從而應用於醫學移植、人工智慧、仿生材料等，尤其是可穿戴設備領域。面向可穿戴設備應用，可拉伸有機電致發光器件（Stretchable OLED，SOLED）作為嶄新的概念進入人們的視野，迅速引起關注並成為研究的熱點。然而實現可拉伸功能，要求器件在反覆拉伸的情況下仍需保持原有的性能，SOLED的材料選擇、器件結構設計以及器件製備工藝都因此受到了局限，導致目前為止其效率和機械穩定性等技術指標都遠遠低於實用化的需求。

基於SOLED面向可穿戴設備的重要應用前景，吉林大學孫洪波和馮晶教授科研團隊將高效率、高機械穩定性的SOLED作為研究目標，提出基於可編程的激光加工技術實現超薄OLED結合有序褶皺的可控拉伸方案，如圖1。這一方案的優勢是OLED器件自身無需拉伸，因此器件結構設計、材料選擇和工藝製備方法不受局限，從而可實現器件的高效率。對於SOLED在反覆拉伸過程中形貌變化導致的機械穩定性差，從提高拉伸過程的可控性這一角度加以解決。基於激光加工技術在彈性襯底表面製備有序的表面微結構，實現超薄OLED與微結構化彈性襯底的可控局部鍵合形成有序褶皺，使得器件整體在反覆拉伸的過程中保持固定的形貌，只有局部彎折及其曲率半徑的變化，從而提高器件整體的機械穩定性。

圖1 SOLED製備工藝示意圖

基於以上方案，該科研團隊研製的SOLED在70%拉伸度下，器件效率為70 cd/A，拉伸15000次後器件性能下降小於16%，是迄今為止SOLED效率和機械穩定性的最高紀錄。SOLED的拉伸度可達到100%，並可貼附於手指關節，如圖2所示。這一製備方案具有工藝簡單、成本低、與OLED製備工藝相兼容，材料和器件結構靈活等優點，為設計和製備具有更高效率的單色甚至白光SOLED提供了有效途徑，因而推動SOLED在可穿戴設備應用領域向前邁進了重要一步。相關研究成果發表在《自然》出版集團旗下的《自然通訊》雜誌。

圖2 SOLED器件拉伸展示照片

該工作得到國家自然科學基金資助。

http://www.nature.com/ncomms/2016/160517/ncomms11573/full/ncomms11573.html

原文：Efficient and mechanically robust stretchable organic light-emitting devices by a laser-programmable buckling process

Nature Commun.,2016,7, 11573, DOI: 10.1038/ncomms11573

TAG:X一MOL資訊 |

※國產發動機顯神威，性能穩定性超俄制發動機：擺脫進口指日可待！
※為什麼直線電機的慢走絲機床精度穩定性沒那麼好？
※具有極好的穩定性，外形設計更加新穎，隱身性能提高，發射率相當的充足！
※提高控球的穩定性反應力！學一波新技能！
※為何蘋果手機內存小，流暢度和穩定性反而遠勝安卓手機
※跑步腳踝力量訓練6個動作提高下肢穩定性和靈活性降低受傷幾率
※詳細講解過頭深蹲技巧，過頭蹲能很好提高控制力、穩定性、平衡性
※新型量子位穩定性提高10倍：有助開發更可靠硅基量子計算機
※有機微量元素：生物利用度取決於腸道的穩定性
※新型銀催化劑或成防霾神器：具有很好的活性和穩定性
※慢性穩定性心衰的運動康復
※一個高確定性機會出現了
※提高穩定性！用腳內側停球的動作細節
※把腳步的功課做足，更有利於提高投籃的穩定性
※武術基本功——扎馬步，鍛煉腿部力量和身體穩定性
※日本通過這一招，降低資本投機性，提高公司穩定性
※高階穩定性訓練
※RKC平板支撐，有效提升你的核心穩定性
※英國宇航系統公司開發可提高空間和衛星操作技術穩定性的新型抗輻射技術