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可拉伸的彈性顯示屏，有望重塑電子顯示器格局

文章來源：賢集網(wǎng) 更新時間：2022-03-25 15:09:08

沒人會想到弄壞他們的智能手機(jī)、電視或其他電子設(shè)備。如今的顯示器扁平、僵硬、脆弱，無法重塑以交互方式響應(yīng)用戶。

斯坦福大學(xué)化學(xué)工程師鮑振安和她的研究團(tuán)隊(duì)一直在開發(fā)一種顯示器，以改變這種狀況。這是一項(xiàng)旨在制造柔軟、有彈性的“皮膚啟發(fā)”電子產(chǎn)品的總體任務(wù)的一部分。現(xiàn)在，經(jīng)過三年多的工作，他們在3月23日發(fā)表在《自然》雜志上的一篇新論文中展示了一種可伸縮、可能可重塑的顯示器的原理證明。

他們的發(fā)明取決于一種生產(chǎn)高亮度彈性發(fā)光聚合物方法的發(fā)現(xiàn)，這種聚合物的功能類似于燈泡中的燈絲。該組織最終的展示完全由彈性聚合物和合成塑料材料制成。該設(shè)備的最大亮度至少是手機(jī)的兩倍，并且可以拉伸到原來長度的兩倍而不會撕裂。

“可伸縮顯示器可以提供一種人機(jī)交互界面的新方式，我們可以看到圖像并與之交互，然后顯示可以根據(jù)我們的反應(yīng)而改變。”工程學(xué)院教授、該論文資深作者鮑說。

啟發(fā)性的發(fā)現(xiàn)

大多數(shù)發(fā)光聚合物都很硬，拉伸時會開裂。科學(xué)家們可以通過添加橡膠等彈性絕緣材料來增加它們的柔韌性。但這些添加劑會降低導(dǎo)電性，這需要聚合物使用危險(xiǎn)的高電壓來產(chǎn)生甚至微弱的光線。

然而，大約三年前，博士后學(xué)者張志濤發(fā)現(xiàn)，一種名為“超黃”的黃色發(fā)光聚合物，在與一種聚氨酯（一種彈性塑料）混合時，不僅變得柔軟柔韌，而且發(fā)出更亮的光。

如果我們加入聚氨酯，我們會看到超黃色的納米結(jié)構(gòu)，這些納米結(jié)構(gòu)非常重要。它們使易碎的聚合物可拉伸，并使聚合物發(fā)出更亮的光，因?yàn)榧{米結(jié)構(gòu)像魚網(wǎng)一樣連接在一起。與添加橡膠不同的是，使超黃色有彈性的納米纖維互連網(wǎng)絡(luò)不會抑制電流，而電流是開發(fā)明亮顯示屏的關(guān)鍵。在這一發(fā)現(xiàn)之后，該小組還創(chuàng)造了彈性的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光聚合物。

層疊

現(xiàn)在有了可拉伸發(fā)光聚合物，該小組需要將電子顯示屏的剩余成分分層。

找到合適的材料來使用真的很有挑戰(zhàn)性，在電子方面，它們必須相互匹配，以提供高亮度。但是，它們還需要具有類似的良好機(jī)械性能，以使顯示器具有可伸縮性。最后，在制造過程中，志濤必須找到一種方法，將各層堆疊在一起，以便該過程不會降低亮度。

最終顯示包含七層。兩個外層是封裝設(shè)備的兩個基板。向內(nèi)移動的是兩個電極層，每個電極層后面是電荷傳輸層。最后，發(fā)光層夾在中間。

當(dāng)電流通過顯示器時，一個電極向發(fā)光層注入正電荷，稱為空穴，而另一個電極向發(fā)光層注入負(fù)電荷電子。當(dāng)這兩種電荷相遇時，它們結(jié)合并進(jìn)入能量激發(fā)狀態(tài)。幾乎就在那之后，狀態(tài)通過產(chǎn)生一個光子——一個光粒子——而恢復(fù)正常。

由此產(chǎn)生的全聚合物薄膜可以粘附在手臂或手指上，在彎曲或彎曲時不會撕裂。這將使可穿戴跟蹤器的顯示器直接連接到皮膚上。

Bao看到了可伸縮顯示器的多種潛在用途。它可以用來制作可重塑的交互屏幕，甚至在地圖上形成三維景觀。

想象一下，在一個顯示屏上，你既能看到屏幕上的三維物體，也能感覺到屏幕上的三維物體，這將是一種全新的遠(yuǎn)程互動方式。

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_507567.html
來源：賢集網(wǎng)
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