革命性的可拉伸OLED顯示屏可大范圍彎曲和延展

想象一下，一面薄薄的數字顯示屏如此靈活，以至于你可以把它纏繞在手腕上向任何方向折疊，或者在你的汽車(chē)方向盤(pán)上彎曲。芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院(PME)的研究人員正是設計了這樣一種材料，它可以彎曲成兩半或拉伸到原來(lái)長(cháng)度的兩倍以上，同時(shí)還能發(fā)射出熒光圖案。

科學(xué)雜志《自然-材料》中描述的這種材料具有廣泛的應用，從可穿戴電子設備和健康傳感器到可折疊計算機屏幕。

分子工程助理教授Sihong Wang說(shuō)："我們今天使用的幾乎每一個(gè)消費電子的最重要組成部分之一是顯示屏，我們結合了許多不同領(lǐng)域的知識，創(chuàng )造了一種全新的顯示技術(shù)。"他與分子工程Liew家族教授Juan de Pablo領(lǐng)導了這項研究。

de Pablo補充說(shuō)："這是你需要的一類(lèi)材料，最終能夠開(kāi)發(fā)出真正的柔性屏幕。這項工作確實(shí)是基礎性的，我期望它能實(shí)現許多我們甚至還沒(méi)有想到的技術(shù)。"

大多數高端智能手機以及越來(lái)越多的電視上的顯示屏都使用了OLED(有機發(fā)光二極管)技術(shù)，它將小的有機分子夾在導體之間。當電流被接通時(shí)，小分子會(huì )發(fā)出明亮的光。這種技術(shù)比老式的LED和LCD顯示器更節能，并因其清晰的圖像而受到稱(chēng)贊。然而，OLED的分子構件具有緊密的化學(xué)鍵和堅硬的結構。

Wang說(shuō)："目前用于這些最先進(jìn)的OLED顯示屏的材料非常脆;它們沒(méi)有任何可伸展性。我們的目標是創(chuàng )造一種能夠保持OLED的電致發(fā)光，但具有可伸展性的聚合物。"

Wang和de Pablo現在知道將可伸展性注入材料--具有可彎曲分子鏈的長(cháng)聚合物需要什么，也知道有機材料非常有效地發(fā)光需要什么分子結構。他們著(zhù)手創(chuàng )造新的聚合物，將這兩種特性結合起來(lái)。

"我們已經(jīng)能夠開(kāi)發(fā)出感興趣的新聚合物的原子模型，并且通過(guò)這些模型，我們模擬了當你拉動(dòng)這些分子并試圖使其彎曲時(shí)會(huì )發(fā)生什么，現在我們在分子水平上了解了這些特性，我們有了一個(gè)框架來(lái)設計新的材料，在這些材料中，靈活性和發(fā)光能力得到了優(yōu)化。"

掌握了對新型柔性電致發(fā)光聚合物的計算預測，他們制造了幾個(gè)原型。正如模型預測的那樣，這些材料是柔性的、可拉伸的、明亮的、耐用的和節能的。

他們設計中的一個(gè)關(guān)鍵特征是使用"熱激活延遲熒光"，這讓材料以一種高效的方式將電能轉化為光。這種第三代有機發(fā)射器的機制可以為材料提供與商業(yè)OLED技術(shù)同等的性能。

研究人員之前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了可拉伸的神經(jīng)形態(tài)計算芯片，可以在一種靈活的創(chuàng )可貼上收集和分析健康數據?，F在創(chuàng )造出可拉伸顯示器的能力為他不斷增長(cháng)的下一代可穿戴電子產(chǎn)品的工具套件增添了光彩。

他說(shuō)，發(fā)光的可彎曲材料不僅可以用來(lái)顯示信息，而且可以集成到需要光的可穿戴傳感器中。例如，測量血液含氧量和心率的傳感器通常通過(guò)血管照射光線(xiàn)來(lái)感知血流。

可彎曲的發(fā)光材料最終也可以集成到可植入的設備中，比如那些用光來(lái)控制大腦中神經(jīng)元活動(dòng)的設備(這種所謂的光遺傳學(xué)目前只用于動(dòng)物實(shí)驗，以更好地了解大腦和大腦疾病)。

"我的總體夢(mèng)想是為一個(gè)完整的可穿戴電子設備系統制造所有的基本組件，從傳感到處理到顯示信息，"Wang解釋說(shuō)。"擁有這種可拉伸的發(fā)光材料是朝著(zhù)這個(gè)夢(mèng)想邁出的又一步。"

該團隊正計劃在未來(lái)開(kāi)發(fā)新的顯示器迭代，將更多的顏色整合到熒光中，并改進(jìn)效率和性能，目標是最終達到與現有商業(yè)技術(shù)相同的性能水平。

標簽： 液晶顯示屏 數字顯示屏 可拉伸顯示屏