一种可拉伸OLED为制造更便携的可穿戴电子产品创造了可能
研究人员已经开发出一种新的OLED显示屏,它可以被拉伸到其长度的两倍以上,同时仍然保持发光和清晰的图像。这一发展为广泛的可穿戴电子产品打开了大门。有机发光二极管(OLED)包含薄而灵活的小有机分子片,在电流的作用下会发光。有机发光二极管比老式的LED和LCD显示器更节能,被用来制造电视和电脑屏幕,以及智能手机和手持游戏机的显示器。
经过几十年的发展,OLED已经成为最先进的电致发光技术之一。但研究人员一直在寻找新的用途。由于其低电压、高效率和高亮度以及低价格,OLED是整合到可穿戴和植入式设备的完美技术。但它们需要进行一些调整,以改善其柔软性和可伸展性。
来自芝加哥大学的研究人员已经解决了当前OLED的紧密化学键和硬度问题,开发出一种全新的、更有弹性的替代品。
该研究的共同通讯作者Sihong Wang说:"目前用于这些最先进的OLED显示器的材料非常脆;它们没有任何伸展性。我们的目标是创造出能保持OLED电致发光的东西,但要有可拉伸的聚合物。"
凭借他们在分子工程方面的背景,研究人员知道开发一种更有弹性的OLED将需要一些分子操作。利用计算预测来开发他们的新型OLED聚合物,并测试了几个原型,研究人员在热激活延迟荧光(TADF)方面取得了胜利,这是一种让有机材料将电转化为光的高效方式。
通过在TADF单元之间的聚合物中嵌入烷基--只含有碳原子和氢原子排列的有机化学品,柔软度和灵活性得到了加强。新设计的OLED可以被拉伸到其原来长度的两倍以上,而不会破坏其发光能力或显示清晰的图像。
该研究的共同通讯作者胡安-德-巴勃罗说:"我们已经能够开发出感兴趣的新聚合物的原子模型,并且通过这些模型,我们模拟了当你拉动这些分子并试图使其弯曲时会发生什么。现在我们在分子水平上理解了这些特性,我们有了一个框架来设计新的材料,在那里灵活性和发光性得到了优化。"
这种新型OLED的性能似乎超过了三星在2021年宣布的可穿戴健康监测系统,该系统可以拉伸多达30%,而不会对显示或监测性能产生不利的影响。研究人员说,他们的可拉伸OLED设备可以在下一代可穿戴电子设备和健康传感器方面有广泛的应用。
该团队计划开发新版本的显示器,将额外的颜色整合到荧光中,并提高性能和效率。目标是最终达到现有商业技术所具有的相同性能水平。
这项研究发表在《自然材料》上。