1月15日，据“朝鲜日报”消息，由韩国首尔国立大学和美国德雷塞尔大学组成的研究团队通过采用新材料，成功解决了现有可拉伸OLED的亮度及耐久性下降问题。新开发的器件即使拉伸至原长度的1.6倍，仍能保持大部分亮度，并且在多次弯曲和拉伸的情况下，性能损失也显著降低。

图片来源：韩国首尔国立大学和美国德雷塞尔大学

简单来说，OLED是一种极其薄的“三明治”结构，通电后能自行发光。它是在两层电极之间夹入一层有机材料（聚合物），当电流通过时，不同电极上的正电荷与负电荷会在有机层中相遇并结合。这一过程中短暂产生的能量团被称为“激子”。当激子稳定下来并释放能量时，便产生了光，这就是电致发光的原理。通过改变有机材料的化学成分，还可以调节发出光的颜色。

然而，要让OLED具备柔韧性，就必须将其各层沉积在类似塑料的基板上。但在反复折叠、展开和拉伸的过程中，电极或有机层会逐渐受损，从而导致亮度和效率下降。事实上，尽管可拉伸OLED已实现商业化，但随着时间推移，像素亮度和柔韧性逐渐减弱的问题始终未能彻底解决。

研究人员表示：“可拉伸OLED技术取得了显著进展，但由于透明电极层的限制，过去十年间其拉伸性能的提升停滞不前。本次研究聚焦于一个长期难题——如何在经历反复机械变形后，仍能长时间保持发光性能。”

研究人员首先对发光层本身进行了全新设计，开发出一种新型有机发光层。这种新层能够更有效地促进电荷相遇形成激子，并将激子转化为光的过程。研究人员形象地比喻道：“稍微减慢旋转木马的速度，使其更容易上去，从而创造有利于电荷结合形成激子的能量条件。”

实验结果显示，传统OLED中常用的聚合物发光材料的转化效率通常仅停留在12%到22%的水平，而新开发的这一层则能使超过57%的激子真正用于发光。换句话说，相同电量下，该技术能提取出更多的光。

此外，研究人员还以热塑性聚氨酯材料作为基础原料，进一步提升了发光层的延展性，使器件在拉伸过程中不易破裂。

其次，研究团队正面攻克了长期以来制约可拉伸OLED发展的电极难题。由于显示屏需要发光，电极通常也必须具备透明性；然而，要同时满足透明、导电性能优异且能像橡胶一样延展的条件，难度极大。

研究团队采用了德雷塞尔大学于2011年开发的二维纳米材料“MXene”，该材料因其薄层结构和优异的导电性，作为下一代电极材料而备受关注。研究人员将银纳米线与MXene相结合，成功制备出既透明又具有良好延展性的电极。这一创新设计形成了一个能让电荷顺畅流通的网络结构，确保电荷不会中断，并能更高效地传输至发光层。

随后，研究团队综合上述研究成果，成功研制出了可拉伸绿色OLED显示屏原型。他们制作了心形、数字显示等简单形态的显示屏，并对其光效、拉伸时性能衰减程度以及多次使用后的耐久性进行了全面测试。

新器件在拉伸至原始尺寸的1.6倍时仍能正常工作，即使在最大变形量的60%水平下，性能也仅下降10.6%。此外，在反复进行2%变形循环100次后，其发光效率仍能保持83%，展现出其在反复弯曲和拉伸后的耐久性。

研究人员表示：“团队新研发的OLED外量子效率（EQE）达到了17%。相比之下，现有可拉伸OLED的外量子效率约为6%，而17%几乎是前者的三倍。”据悉，EQE是衡量OLED性能的核心指标之一，数值越高，意味着在相同电力消耗下能够实现更亮的显示效果。

在此基础上，研究团队进一步在所开发的薄膜中添加了四种调节发光特性的添加剂，成功实现了全彩色可拉伸显示屏。此外，他们还以适合可穿戴设备的简单、低功耗驱动方式——“无源驱动型OLED”形式，制造出了可拉伸显示屏。

研究人员补充道：“未来，我们将继续优化OLED的使用寿命，改进材料与电极设计，并优化大面积生产的制造工艺。这种既能良好延展，又能长时间保持亮度与效率的可拉伸OLED，有望应用于贴肤式显示传感器，甚至可用于物理人工智能领域。”（译自朝鲜日报）

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