science >> Wetenschap >  >> Chemie

De belangrijkste materialen en apparaten voor intrinsiek flexibele beeldschermen

Technisch zijn er verschillende routes om flexibiliteit te realiseren. 1) Fysieke flexibiliteit:elk stijf materiaal dat extreem dun is of een zeer kleine diameter heeft, kan flexibel zijn. 2) Structurele flexibiliteit:de draadverbindende fractal- en veerconfiguratie kan bijvoorbeeld macroscopische flexibiliteit bieden voor de stijve chip. 3) Intrinsieke flexibiliteit:de materialen in dit apparaat hebben een flexibel en rekbaar karakter. Anders dan de flexibele en rekbare apparaten, moeten de intrinsiek flexibele displays tegelijkertijd aan drie kritische vereisten voldoen:grote elastische vervorming, kleine buigradius van minder dan 0,5 mm en een hoge rekspanning van meer dan 25%, die bepaalt of ze vervolgens kunnen worden aangepast, gevouwen of gerold. Met deze drie voorwaarden kunnen intrinsiek flexibele displays de perceptie veranderen van informatie die vaak voorkomt in bijna alle aspecten van ons leven. Krediet:Science China Press

Deze recensie is opgesteld door academicus Yunqi Liu en professor Yunlong Guo (Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences). Dr. Zhiyuan Zhao, Dr. Kai Liu en Yanwei Liu zijn de co-eerste auteurs. Dit onderzoek besteedt veel aandacht aan de belangrijkste materialen voor intrinsiek flexibele organische dunne-filmtransistors (OTFT's) en elektroluminescente apparaten. Specifiek richten we ons op de volgende vijf aspecten:intrinsiek flexibele elektrodematerialen, organische halfgeleiders (OSC's) en diëlektrische materialen voor OTFT's, intrinsiek flexibele organische emissieve halfgeleiders (OESC's) voor elektroluminescente apparaten en OTFT-aangedreven elektroluminescente apparaten voor intrinsiek flexibele beeldschermen. Ten slotte worden de toekomstige uitdagingen en kansen over intrinsiek rekbare OTFT-gestuurde displays gepresenteerd.

Intrinsiek flexibele elektrodenmaterialen moeten worden gekenmerkt met uitstekende elektrische geleidbaarheid, hoge mechanische rekbaarheid, transparantie, ideale hechting, geschikte werkfunctie, goede chemische stabiliteit en biocompatibiliteit. De auteurs geven een gedetailleerde samenvatting van de huidige rekbare elektrodematerialen, waaronder koolstofnanobuizen (CNT's), grafeen, metalen nanodraden (MNW's), geleidende polymeren (CP's) en hun hybride materialen.

Intrinsiek flexibele organische halfgeleiders zijn een belangrijk onderdeel van dunnefilmtransistoren. De huidige strategieën zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in de volgende categorieën:het structureel ontwerpen van polymeerketens door het opnemen van conjugation-break spacers (CB's) en flexibele ketensegmenten, het controleren van het molecuulgewicht en de regioregulariteit van geconjugeerde polymeren en het mengen met elastomeerpolymeren of moleculaire additieven.

Intrinsiek flexibel diëlektrisch materiaal bevindt zich dicht bij de halfgeleiderlaag en heeft een aanzienlijke invloed op de elektrische prestaties van transistors. Momenteel omvatten gebruikelijke elastomere diëlektrische materialen PU, PDMS en SEBS. Deze elastomere diëlektrica vertonen echter typisch een lage diëlektrische constante, waardoor het energieverbruik van de apparaten toeneemt. Deze review stelde enkele strategieën voor om diëlektrische polymeren met hoge k en hoge rekbaarheid te ontwikkelen.

Intrinsiek flexibele organische lichtemitterende halfgeleiders worden alleen geprepareerd door flexibele ketens in de polymeermatrix te introduceren, om zo de mechanische compliantie en lichtgevende capaciteiten van organische lichtemitterende halfgeleiders in evenwicht te brengen. Daarom is het gebruik van een nieuwe ontwerpmethodologie om de mechanische eigenschappen van materialen te verbeteren een belangrijke richting voor de ontwikkeling van dergelijke materialen.

Intrinsieke flexibele elektroluminescente apparaten omvatten voornamelijk polymere lichtemitterende diodes (PLED's), organische lichtemitterende elektrochemische cellen (OLEC's) en rekbare wisselstroomelektroluminescentie (ACEL). Vanwege de beperking door de eigenschappen van intrinsiek rekbare elektroluminescente materialen, worden momenteel gerapporteerde intrinsiek flexibele elektroluminescente apparaten voornamelijk gerealiseerd door doterings- of mengmethoden.

Ten slotte doen de auteurs enkele suggesties en vooruitzichten voor de toekomstige ontwikkeling van intrinsiek flexibele beeldschermen. Het onderzoek is gepubliceerd in National Science Review . + Verder verkennen

Luchtstabiele intrinsiek rekbare kleurconversielagen voor rekbare displays