Advanced Materials:新型显示技术引领柔性屏时代——机遇与挑战

柔性屏具有超薄轻巧、可弯折、低功耗以及高色纯度等特点,具有广阔的应用前景。近年来,产业界对柔性屏的需求不断增长,这不仅是因为其成功实现商业化,更在于柔性屏深深影响了可穿戴设备的形态,大大扩展了其应用范围。柔性有机发光二极管(flex-OLEDs)、柔性量子点发光二极管(flex-QLEDs)和柔性钙钛矿发光二极管(flex-PeLEDs)等显示技术已被广泛报道,其中柔性OLED已经商业化,而后两者要真正实现应用、走进千家万户仍然面临很多挑战。近年来,新型柔性显示技术取得了长足的发展,有必要对此领域目前的发展情况进行总结,并思考未来的发展方向。

清华大学段炼教授课题组对上述三种柔性显示技术的最新进展进行了回顾,详细阐述了有机分子、量子点、钙钛矿材料的发光原理和性质和发光二极管器件制备的基本方法,介绍了柔性基板、电极以及封装等相关技术的发展,并总结了近年来报道的高效率柔性发光器件。最后,这篇综述全面展望了这一领域的未来发展,以期使研究人员对柔性显示这一新兴技术有全面的了解。

作者首先对有机发光、量子点发光和钙钛矿发光等三种新兴自发光技术的发展历程和基本原理进行了回顾。材料方面,介绍了有机发光材料从荧光到磷光再到延迟荧光等新型材料的发展过程,介绍了量子点和钙钛矿材料的发现及其结构与发光性能间的关系;器件制备方面,着重介绍了真空蒸镀、溶液旋涂、凹版印刷、丝网印刷和喷墨打印等制备技术。

随后,根据柔性器件的结构,介绍了常用的三种柔性基板(塑料、金属箔和超薄玻璃)的特性和近年来一些新基板材料的研究进展;柔性透明电极作为取代氧化铟硒薄膜的重要材料,近年来也有众多研究成果,文章总结了柔性透明电极的发展轨迹及其优缺点,着重介绍了金属纳米线、石墨烯、碳纳米管等材料的研究进展;良好的封装效果是实现柔性器件商业化的必要条件,最后一小节介绍了柔性封装技术的相关进展。

接下来,作者综述了近年来发展的高效率柔性发光器件。对于柔性OLED,文章分别从透明电极和光取出技术两个角度归纳了近期的高效率器件的研究进展。对于柔性QLED和PeLED,文章全面介绍了相关工作的研究思路和材料、器件性能。在全文的最后,作者展望了这一领域的未来发展,分别根据发光层材料、柔性基板、透明电极、封装技术、器件光取出技术的不同要求做出了全面总结。

相关文章以“Emerging Self-Emissive Technologies for Flexible Displays”为题,发表在Advanced Materials上(DOI: 10.1002/adma.201902391),共同第一作者为清华大学化学系张东东助理研究员和博士生黄天宇,通讯作者为清华大学化学系段炼教授。