1月15日消息，韓國首爾國立大學與美國德雷塞爾大學（Drexel University）團隊宣布研發出一種兼具柔性與彈性的新型OLED面板，在可拉伸性能和亮度保持方面實現了突破性進展，相關研究成果已于昨天發表在《自然（Nature）》期刊。
據介紹，傳統柔性OLED通常構建在可彎曲的塑料基底之上，使其能夠在彎折、卷曲甚至折疊狀態下工作。這項技術最早可追溯至上世紀90年代，并在 2010 年代隨著三星等廠商推出曲面與柔性屏手機而進入大眾視野。但長期使用中，反復彎折會導致電極和有機層受損，亮度和柔韌性隨之下降。
而這種新型 OLED 面板采用了柔性的磷光聚合物發光層，并搭配由 MXene 納米材料制成的透明電極，使器件在被拉伸至原始長度 1.6 倍的情況下，依然能夠保持大部分亮度輸出。
研究團隊指出，傳統做法往往通過引入可拉伸但絕緣的聚合物來提升柔性，這反而會阻礙電荷傳輸，降低發光效率；而常用電極材料在多次拉伸后也容易變脆甚至斷裂。為此，研究人員采用了基于 MXene 的可拉伸接觸電極，這種電極具備更高的機械強度，同時其可調節的功函數特性，有助于提升空穴或電子的注入效率，從根本上改善器件性能。
在發光材料方面，團隊對核心發光層進行了重新設計，采用了一種名為“激基復合體輔助磷光層”（ExciPh）的新型有機材料。該材料本身具備良好的拉伸性，并通過化學設計優化了電荷能級結構，使更多電荷能夠順利結合形成激子，從而顯著提升發光效率。實驗數據顯示，ExciPh 發光層中超過 57% 的激子可以轉化為可見光，而目前常見 OLED 聚合物發光層的轉化率通常僅為 12%～22%。此外，研究人員還將 ExciPh 層嵌入熱塑性聚氨酯彈性體基體中，并對電極結構進行優化，以提升電荷在器件內部的分布效率和整體柔韌性。
在電極設計上，團隊將德雷塞爾大學于 2011 年開發的二維納米材料 MXene 與銀納米線相結合，構建出透明且可拉伸的導電網絡。這種結構不僅具備優異的導電性能，還能在反復拉伸和彎折過程中維持穩定的電荷注入能力，使 OLED 在形變狀態下依然保持較高亮度。研究人員表示，MXene 的層狀結構和高導電性，使其成為柔性 OLED 電極材料的理想選擇。
在實驗驗證階段，研究團隊制作了心形和數字造型的綠色柔性 OLED 顯示樣品，并對其在拉伸條件下的發光效率和耐久性進行了系統測試。結果顯示，當器件被拉伸至最大應變的 60% 時，性能僅下降約 10.6%；在 2% 應變條件下反復拉伸 100 次后，仍能保持約 83% 的初始亮度，整體表現明顯優于以往同類方案。
研究人員認為，這種新型 OLED 面板將為下一代可穿戴與可變形顯示設備奠定基礎，并在實時健康監測和可穿戴通信領域發揮重要作用。未來，團隊計劃進一步探索更多柔性基底材料，精細調控有機發光層以實現不同顏色和亮度表現，并簡化制造工藝，以推動可拉伸 OLED 技術的規模化應用。
