有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）作為柔性顯示技術(shù)的基本單元，在手機(jī)顯示、折疊以及穿戴顯示應(yīng)用方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用，已形成了萬億規(guī)模的電子產(chǎn)業(yè)。 基于聚合物發(fā)光二極管（PLED）的本征柔性顯示作為未來柔性電子行業(yè)重要的發(fā)展方向，在更加舒適的生物醫(yī)學(xué)、可穿戴和智能共形顯示器方面展現(xiàn)了重要的應(yīng)用潛力。可以預(yù)期由可拉伸材料制成的顯示設(shè)備在可折疊、可拉伸和無縫對接中具有更大的自由體積，允許直接視覺交互和三維視圖。使用可伸縮技術(shù)制造可伸縮晶體管有源矩陣將促進(jìn)本征可伸縮顯示器的快速發(fā)展。然而，由于PLED的可伸縮性受到限制和本征柔性發(fā)光半導(dǎo)體難于獲得，本征柔性的有源矩陣PLED的發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。

在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體實驗室郭云龍研究員和劉云圻院士團(tuán)隊，在前期調(diào)控聚合物半導(dǎo)體凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)提升均一性（Adv. Electron. Mater. 2022, 8, 2100881.）的工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種基于高分子量苯撐乙烯（L-SY-PPV）和聚丙烯腈（PAN）聚合物的自組裝三維穿透納米網(wǎng)絡(luò)，以同時提高拉伸性和載流子遷移率（圖1）。通常，傳統(tǒng)發(fā)光聚合物的可拉伸性的改善伴隨著電荷傳輸能力的降低，從而導(dǎo)致器件效率的顯著降低。在這項研究中，由于PAN形成的三維穿透納米網(wǎng)絡(luò)，使得 L-SY-PPV/PAN的載流子遷移率增加了5-6倍，拉伸性從20%（原始L-SY-PPV膜）增加到100%。進(jìn)一步結(jié)合聚乙烯亞胺乙氧基化的Zn-PEIE-pBphen-TR作為本征拉伸電子注入層，成功構(gòu)筑了高電流效率的本征拉伸PLED。這些結(jié)果證明了使用自組裝三維穿透納米網(wǎng)絡(luò)制造本征柔性PLED的有效性。相關(guān)的研究成果發(fā)表在近期的Adv. Mater. (2022, DOI: 10.1002/adma.202201844)上，該論文第一作者為博士生劉彥偉，通訊作者為郭云龍研究員和劉云圻院士。 

圖1. a）聚合物發(fā)光分子L-SY-PPV與摻雜分子PAN的分子式與分子量；b）PAN摻雜后形成3D的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的示意圖，c）本征柔性L-SY-PPV/PAN的薄膜在拉伸條件下的光致熒光圖片；d）本征柔性拉伸PLED的器件結(jié)構(gòu)；e） 在尖銳的鑷子干擾條件下，本征柔性電致發(fā)光PLED正常工作圖片。

最近，他們應(yīng)National Science Review期刊的邀請撰寫了綜述。在綜述中首先闡述了物理柔性、結(jié)構(gòu)柔性和本征柔性的概念，并對本征柔性給出了定義。進(jìn)一步針對本柔性顯示研究中所需要的關(guān)鍵電極材料、半導(dǎo)體材料、介電材料以及與之相關(guān)的關(guān)鍵器件，做了詳細(xì)的綜述，并對該領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)以及可能的應(yīng)對方案提出了展望。該綜述發(fā)表在近期的National Science Review (2022, DOI: 10.1093/nsr/nwac090)上。趙志遠(yuǎn)副研究員，博士生劉凱和劉彥偉為論文的共同第一作者，通訊作者為郭云龍研究員和劉云圻院士。

圖2 顯示從硬質(zhì)到柔性以及未來本征柔性的示意圖