近日，廈門大學柔性電子（未來技術）研究院黃維院士團隊及合作者在提高柔性聚合物發光二極管應變穩定性方面取得重要進展，相關成果以“High-Efficiency Intrinsically Thermoplastic Semiconducting Polymer with Excellent Strain-Tolerance Capacity for Flexible Ultra-Deep-Blue Polymer Light-Emitting Diodes”為題發表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.202411547）期刊上。 

研究背景

柔性發光二極管拓展了光電器件在智能柔性穿戴設備中的應用。然而，大多數研究仍集中于在塑料基板上制造柔性發光二極管，以提高器件的柔韌性和可拉伸特性。雖然用于制造器件的聚合物基板是柔性的，但其他功能層（例如電極、發光層等）也會因強烈的外部應變導致器件失效，這主要是因為柔性發光二極管中的大多數功能層在多種應力的綜合作用下容易發生層內斷裂和分離。 

研究內容

針對上述問題，黃維院士團隊通過熱塑性功能化策略，利用具有優異應變能力的可拉伸聚合物半導體作為發光層，研制了柔性極高的聚合物發光二極管。本研究采用Suzuki聚合合成了非共軛熱塑性發光聚合物N2，在應力作用下表現出優異的能量耗散能力。基于N2的聚合物發光二極管表現出穩定的深藍色電致發光，薄膜拉伸率為50%，EQE保持原始器件的80%。與基于脆性聚合物PODPF所制備的器件相比，此熱塑性薄膜器件即使在數百次彎曲疲勞循環后，性能也未明顯退化。本研究證明，非共軛熱塑性薄膜可抑制層內拉伸斷裂和壓縮分離，以提高柔性發光二極管的形變后的性能穩定性，展示了該類聚合物在可穿戴器件領域具有廣闊的應用潛力。

柔性聚合物發光二極管在彎曲變形過程中的受力分析示意圖及分子和器件結構比較 

研究相關該工作在廈門大學柔性電子（未來技術）研究院黃維院士和南京工業大學柔性電子（未來技術）學院林進義教授的共同指導下完成，論文的第一作者為廈門大學柔性電子（未來技術）研究院博士生倪銘鍵。這一工作得到了國家自然科學基金（62288102、22075136、22105099、62105262、62205141），江蘇省基礎研究計劃（BK20243057）以及廈門市未來產業科技攻關項目（3502Z20231052）等項目的資助。

 （來源：廈大科創夢工場）