1月15日消息，韓國首爾國立大學與美國德雷塞爾大學（Drexel University）團隊宣布研發(fā)出一種兼具柔性與彈性的新型OLED面板，在可拉伸性能和亮度保持方面實現(xiàn)了突破性進展，相關研究成果已于昨天發(fā)表在《自然（Nature）》期刊。

據(jù)介紹，傳統(tǒng)柔性OLED通常構建在可彎曲的塑料基底之上，使其能夠在彎折、卷曲甚至折疊狀態(tài)下工作。這項技術最早可追溯至上世紀90年代，并在 2010 年代隨著三星等廠商推出曲面與柔性屏手機而進入大眾視野。但長期使用中，反復彎折會導致電極和有機層受損，亮度和柔韌性隨之下降。

而這種新型 OLED 面板采用了柔性的磷光聚合物發(fā)光層，并搭配由 MXene 納米材料制成的透明電極，使器件在被拉伸至原始長度 1.6 倍的情況下，依然能夠保持大部分亮度輸出。

研究團隊指出，傳統(tǒng)做法往往通過引入可拉伸但絕緣的聚合物來提升柔性，這反而會阻礙電荷傳輸，降低發(fā)光效率；而常用電極材料在多次拉伸后也容易變脆甚至斷裂。為此，研究人員采用了基于 MXene 的可拉伸接觸電極，這種電極具備更高的機械強度，同時其可調(diào)節(jié)的功函數(shù)特性，有助于提升空穴或電子的注入效率，從根本上改善器件性能。

在發(fā)光材料方面，團隊對核心發(fā)光層進行了重新設計，采用了一種名為“激基復合體輔助磷光層”（ExciPh）的新型有機材料。該材料本身具備良好的拉伸性，并通過化學設計優(yōu)化了電荷能級結構，使更多電荷能夠順利結合形成激子，從而顯著提升發(fā)光效率。實驗數(shù)據(jù)顯示，ExciPh 發(fā)光層中超過 57% 的激子可以轉化為可見光，而目前常見 OLED 聚合物發(fā)光層的轉化率通常僅為 12%～22%。此外，研究人員還將 ExciPh 層嵌入熱塑性聚氨酯彈性體基體中，并對電極結構進行優(yōu)化，以提升電荷在器件內(nèi)部的分布效率和整體柔韌性。

在電極設計上，團隊將德雷塞爾大學于 2011 年開發(fā)的二維納米材料 MXene 與銀納米線相結合，構建出透明且可拉伸的導電網(wǎng)絡。這種結構不僅具備優(yōu)異的導電性能，還能在反復拉伸和彎折過程中維持穩(wěn)定的電荷注入能力，使 OLED 在形變狀態(tài)下依然保持較高亮度。研究人員表示，MXene 的層狀結構和高導電性，使其成為柔性 OLED 電極材料的理想選擇。

在實驗驗證階段，研究團隊制作了心形和數(shù)字造型的綠色柔性 OLED 顯示樣品，并對其在拉伸條件下的發(fā)光效率和耐久性進行了系統(tǒng)測試。結果顯示，當器件被拉伸至最大應變的 60% 時，性能僅下降約 10.6%；在 2% 應變條件下反復拉伸 100 次后，仍能保持約 83% 的初始亮度，整體表現(xiàn)明顯優(yōu)于以往同類方案。

研究人員認為，這種新型 OLED 面板將為下一代可穿戴與可變形顯示設備奠定基礎，并在實時健康監(jiān)測和可穿戴通信領域發(fā)揮重要作用。未來，團隊計劃進一步探索更多柔性基底材料，精細調(diào)控有機發(fā)光層以實現(xiàn)不同顏色和亮度表現(xiàn)，并簡化制造工藝，以推動可拉伸 OLED 技術的規(guī)?；瘧?。