Tecnicamente, existem diferentes rotas para a realização da flexibilidade. 1) Flexibilidade física:qualquer material rígido extremamente fino ou de diâmetro muito pequeno pode ser flexível. 2) Flexibilidade estrutural:por exemplo, a configuração fractal e de mola de conexão de fio pode fornecer flexibilidade macroscópica para o chip rígido. 3) Flexibilidade intrínseca:os materiais deste dispositivo têm natureza flexível e elástica. Diferentemente dos dispositivos flexíveis e extensíveis, os displays intrinsecamente flexíveis devem atender simultaneamente a três requisitos críticos:grande deformação elástica, pequeno raio de curvatura abaixo de 0,5 mm e alta tensão de estiramento acima de 25%, que decide se eles podem ser posteriormente conformados, dobrados ou rolou. Com essas três condições, displays intrinsecamente flexíveis podem mudar a percepção de informações que aparecem com frequência em quase todos os aspectos de nossas vidas. Crédito:Science China Press
Esta revisão foi concebida pelo acadêmico Yunqi Liu e pelo professor Yunlong Guo (Instituto de Química, Academia Chinesa de Ciências). Dr. Zhiyuan Zhao, Dr. Kai Liu e Yanwei Liu são os co-primeiros autores. Esta pesquisa atribui atenção significativa aos principais materiais para transistores de filme fino orgânico intrinsecamente flexíveis (OTFTs) e dispositivos eletroluminescentes. Especificamente, focamos nos cinco aspectos a seguir:materiais de eletrodo intrinsecamente flexíveis, semicondutores orgânicos (OSCs) e materiais dielétricos para OTFTs, semicondutores emissivos orgânicos intrinsecamente flexíveis (OESCs) para dispositivos eletroluminescentes e dispositivos eletroluminescentes acionados por OTFT para telas intrinsecamente flexíveis. Por fim, são apresentados os desafios e oportunidades futuros sobre telas acionadas por OTFT intrinsecamente extensíveis.
Materiais de eletrodos intrinsecamente flexíveis devem ser caracterizados com excelente condutividade elétrica, alta elasticidade mecânica, transparência, adesão ideal, função de trabalho adequada, boa estabilidade química e biocompatibilidade. Os autores fornecem um resumo detalhado dos atuais materiais de eletrodos elásticos, incluindo nanotubos de carbono (CNTs), grafeno, nanofios metálicos (MNWs), polímeros condutores (CPs) e seus materiais híbridos.
Semicondutores orgânicos intrinsecamente flexíveis são um componente importante para transistores de filme fino. As estratégias atuais são divididas principalmente nas seguintes categorias:projetar estruturalmente cadeias de polímeros através da incorporação de espaçadores de quebra de conjugação (CBs) e segmentos de cadeia flexíveis, controlando o peso molecular e a regioregularidade de polímeros conjugados e misturando com polímeros elastômeros ou aditivos moleculares.
O material dielétrico intrinsecamente flexível está próximo à camada semicondutora e afeta significativamente o desempenho elétrico dos transistores. Atualmente, os materiais dielétricos elastoméricos comuns incluem PU, PDMS e SEBS. No entanto, esses dielétricos elastoméricos normalmente apresentam baixa constante dielétrica, aumentando assim o consumo de energia dos dispositivos. Esta revisão propôs algumas estratégias para desenvolver polímeros dielétricos de alto k e alta elasticidade.
Os semicondutores orgânicos emissores de luz intrinsecamente flexíveis são preparados apenas pela introdução de cadeias flexíveis na matriz polimérica, de modo a equilibrar a complacência mecânica e as capacidades luminosas dos semicondutores orgânicos emissores de luz. Portanto, explorar alguma nova metodologia de projeto para melhorar as propriedades mecânicas dos materiais é uma direção importante para o desenvolvimento de tais materiais.
Os dispositivos eletroluminescentes flexíveis intrínsecos incluem principalmente diodos emissores de luz de polímero (PLEDs), células eletroquímicas emissoras de luz orgânicas (OLECs) e eletroluminescência de corrente alternada extensível (ACEL). Devido à limitação pelas propriedades dos materiais eletroluminescentes intrinsecamente esticáveis, os dispositivos eletroluminescentes intrinsecamente flexíveis atualmente relatados são realizados principalmente pelos métodos de dopagem ou mistura.
Por fim, os autores apresentam algumas sugestões e perspectivas para o desenvolvimento futuro de displays intrinsecamente flexíveis. A pesquisa foi publicada na
National Science Review .
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