鲍哲南等Nat. Commun.: 完全可拉伸的有源矩阵有机发光电化学电池阵列
雨辰 雨辰 2020-07-08

由软电子材料和仿生结构实现的类组织电子对于消费类电子产品、可穿戴电子产品和生物医学设备具有重要意义,因为它们有可能与人体和生物系统无缝集成。最近,利用本质上可伸缩的材料来模拟和扩展皮肤的机械性能和功能,已经展示了各种完全可伸缩的电子元件,如压力传感器、温度传感器和模拟电路。尽管取得了这些进展,但完全可拉伸的皮肤显示尚未被报道。如果实现,它将为人机界面提供直接的视觉交互和反馈机会。要实现完全可拉伸的类皮肤显示器,需要两个重要组件:本质上可拉伸的发光器件阵列和本质上可拉伸的薄膜晶体管(TFT)驱动的有源矩阵。此外,与无源矩阵器件相比,能够保持单个器件整体的可拉伸性同时能够将单个发光像素与开关晶体管垂直连接的可拉伸互连对于提高空间分辨率和对比度至关重要。迄今为止,所报道的可伸缩显示器要么是被动基质驱动的可伸缩发光器件,要么是手动连接刚性发光二极管(LED)的可伸缩晶体管。一些报道称,利用高达5%的柔性但不可拉伸的电子和光学材料(例如,多晶硅和市售OLED)的小应变容差来制造AMOLED。然而,由于柔性电子和光学材料的有限的可拉伸性,它们的可拉伸性无法进一步改善。

有鉴于此,美国斯坦福大学鲍哲南教授和三星综合技术院Youngjun Yun等人,首次展示了一个完全可伸展的有源矩阵驱动的有机发光电化学电池阵列。

本文要点

1通过将完全可伸缩的TFT阵列和可伸缩的有机发光电化学电池(OLEC)集成在一起以产生完全可伸缩的晶体管驱动的有源矩阵OLEC阵列(AMOLEC)。

2简而言之,它由可拉伸的发光电化学电池阵列组成,该阵列由溶液处理的,垂直集成的可拉伸有机薄膜晶体管有源矩阵驱动,这可通过开发化学正交且本质上可拉伸的介电材料来实现。

3得到的由有源矩阵驱动的有机发光电化学电池阵列可以很容易地弯曲,扭曲和拉伸,而不会影响其器件性能。当安装在皮肤上时,阵列可以承受30%的应变重复循环。

总之,这项工作证明了皮肤应用显示器的可行性,并为进一步的材料开发奠定了基础。

参考文献:

Liu, J., Wang, J., Zhang, Z. et al. Fully stretchable active-matrix organic light-emitting electrochemical cell array. Nat. Commun., 11, 3362 (2020).

DOI: 10.1038/s41467-020-17084-w

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17084-w


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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