用笔写出来的柔性OLED

显示设备已经从早期的阴极射线管监视器发展到平板显示（例如，液晶显示，有机发光二极管（OLED）显示器和量子点显示等）。随着技术的发展和产品的迭代，显示设备目前已经成为现代社会可供普通用户使用的商业产品。但是，由于当前的显示器（例如计算机，智能手机和导航等设备）以固定的矩形形状制造，因此无法对其进行个性化改性以展示设计者和使用者的个性思想和设计。为了克服矩形显示器的局限性，科研工作者已经积极地研究基于印刷组装工艺实现OLED和QLED的制备，包括丝网印刷、凹版转移，喷墨打印等多种印刷工艺和制备方法。因此，近年来，柔性透明全息立体显示器已经取得明显的进展，并逐渐得到于各种应用。

目前，柔性显示最具代表性的是OLED和QLED显示。这两种器件的组成结构类似，通常都是由阳极，空穴注入层（HIL），空穴传输层（HTL），发光层（EML），电子传输层（ETL），电子注入层（EIL）组成），和阴极组成。传统的制备工艺多采用热沉积和旋涂方法用于各个功能层的制备，包括HIL，HTL，EML，ETL和EIL。而蒸镀和溅射蒸发方法用于形成阳极和阴极。尽管这些方法制备的较高质量的功能性薄膜，然而这些方法通常都需要掩膜或光刻工艺实现图案化的制备，因此极大限制发光显示的任意结构图形和适应场景。

相比之下，基于溶液的笔画方法具有形成任意图案的优点，并且不受限于基板的常规图形尺寸。另外，它还可以实现在塑料或纸或者刚性基底上制备功能性薄膜。因此，相比较于传统的蒸镀等制备工艺，更具优势。最近，已经陆续有文献报答使用毛笔书写方式制备光伏，晶体管等器件。不过，毛笔的书写仅用于一层或几层，而不是用于构成设备的所有层，其余的层使用传统工艺沉积形成。特别是，特别是显示器件的电极和功能薄膜层采用书写方式仍是一个很大的挑战。

韩国京畿大学物理系的科研工作者们介绍了一种仅使用绘图笔制造笔画显示器，完全避免了传统的沉积工艺制备功能薄膜。根据介绍，作者使用六支装有不同功能溶液的绘图笔实现全书写工艺制备显示器件。并具体研究了书写过程中的控制拉伸速度、拉伸次数和基材温度对于每一功能层厚度和均匀性的影响规律。并以这种方式成功在玻璃、塑料和纸质基材上展示了制成的笔画式显示器。

图 1 笔绘图制备显示器件的示意图。

a）带有六种不同功能溶液的示意图，包括阳极，空穴注入层（HIL），空穴传输层（HTL），发射层（EML），电子传输层（ETL）和阴极溶液；b）绘制设备的光学图片；c）笔画成膜原理图及工作原理

图2 依次使用笔画成膜方式进行不同参数情况下的薄膜厚度，发现可通过控制拉伸速度控制功能薄膜的纳米厚度

图3 使用笔画工艺制备的手写发光显示。a和b分别是在玻璃和塑料基底上写成的RGB文本的照片图像

图4使用笔画工艺制备的手写发光图像。手写在纸上的显示器图片图像，并且具有良好的柔性和撕裂特性

参考文献：Pen drawing display，Sang-Mi Jeong1,3, Taekyung Lim1,3, Jeeyin Park1, Chang-Yeol Han2,Heesun Yang2 & Sanghyun Ju，NATURE COMMUNICATIONS |(2019) 10:4334 | 。

来源：柔性电子服务平台