Tecnicamente, ci sono diversi percorsi per la realizzazione della flessibilità. 1) Flessibilità fisica:qualsiasi materiale rigido estremamente sottile o di diametro molto piccolo può essere flessibile. 2) Flessibilità strutturale:ad esempio, la configurazione frattale e molla di collegamento del filo può fornire una flessibilità macroscopica per il chip rigido. 3) Flessibilità intrinseca:i materiali di questo dispositivo hanno natura flessibile ed estensibile. Diversamente dai dispositivi flessibili ed estensibili, i display intrinsecamente flessibili dovrebbero soddisfare contemporaneamente tre requisiti critici:grande deformazione elastica, raggio di curvatura piccolo inferiore a 0,5 mm e deformazione di allungamento elevata superiore al 25%, che decide se possono essere successivamente conformati, piegati o lanciato. Con queste tre condizioni, i display intrinsecamente flessibili possono cambiare la percezione delle informazioni che appaiono frequentemente in quasi tutti gli aspetti della nostra vita. Credito:Science China Press
Questa recensione è stata ideata dall'accademico Yunqi Liu e dal professor Yunlong Guo (Istituto di Chimica, Accademia Cinese delle Scienze). Il dottor Zhiyuan Zhao, il dottor Kai Liu e Yanwei Liu sono i primi co-autori. Questa ricerca attribuisce un'attenzione significativa ai materiali chiave per i transistor organici a film sottile intrinsecamente flessibili (OTFT) e i dispositivi elettroluminescenti. Nello specifico, ci concentriamo sui seguenti cinque aspetti:materiali per elettrodi intrinsecamente flessibili, semiconduttori organici (OSC) e materiali dielettrici per OTFT, semiconduttori organici emissivi intrinsecamente flessibili (OESC) per dispositivi elettroluminescenti e dispositivi elettroluminescenti basati su OTFT per display intrinsecamente flessibili. Infine, vengono presentate le sfide e le opportunità future relative ai display basati su OTFT intrinsecamente estensibili.
I materiali degli elettrodi intrinsecamente flessibili devono essere caratterizzati da un'eccellente conduttività elettrica, elevata elasticità meccanica, trasparenza, adesione ideale, funzione di lavoro adeguata, buona stabilità chimica e biocompatibilità. Gli autori forniscono un riepilogo dettagliato degli attuali materiali per elettrodi estensibili, inclusi nanotubi di carbonio (CNT), grafene, nanofili metallici (MNW), polimeri conduttori (CP) e relativi materiali ibridi.
I semiconduttori organici intrinsecamente flessibili sono un componente importante per i transistor a film sottile. Le strategie attuali sono principalmente suddivise nelle seguenti categorie:progettazione strutturale di catene polimeriche attraverso l'incorporazione di distanziatori di rottura della coniugazione (CB) e segmenti di catena flessibili, controllo del peso molecolare e della regioregolarità dei polimeri coniugati e miscelazione con polimeri elastomerici o additivi molecolari.
Il materiale dielettrico intrinsecamente flessibile è vicino allo strato semiconduttore e influisce in modo significativo sulle prestazioni elettriche dei transistor. Attualmente, i comuni materiali dielettrici elastomerici includono PU, PDMS e SEBS. Tuttavia, questi dielettrici elastomerici mostrano tipicamente una bassa costante dielettrica, aumentando così il consumo di energia dei dispositivi. Questa recensione ha proposto alcune strategie per sviluppare polimeri dielettrici ad alta k e ad alta estensibilità.
I semiconduttori organici emettitori di luce intrinsecamente flessibili vengono preparati solo introducendo catene flessibili nella matrice polimerica, in modo da bilanciare la cedevolezza meccanica e le capacità luminose dei semiconduttori organici emettitori di luce. Pertanto, sfruttare alcune nuove metodologie di progettazione per migliorare le proprietà meccaniche dei materiali è una direzione importante per lo sviluppo di tali materiali.
I dispositivi elettroluminescenti flessibili intrinseci includono principalmente diodi a emissione di luce polimerica (PLED), celle elettrochimiche a emissione di luce organica (OLEC) ed elettroluminescenza a corrente alternata estensibile (ACEL). A causa della limitazione delle proprietà dei materiali elettroluminescenti intrinsecamente estensibili, i dispositivi elettroluminescenti intrinsecamente flessibili attualmente riportati sono realizzati principalmente con i metodi di drogaggio o miscelazione.
Infine, gli autori avanzano alcuni suggerimenti e prospettive per lo sviluppo futuro di display intrinsecamente flessibili. La ricerca è stata pubblicata su National Science Review . + Esplora ulteriormente
