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浙理工胡毅教授团队《Advanced Functional Materials》:全喷涂逐层组装实现可穿戴电子织物高亮电致发光

发布日期:2023-10-20  来源:   点击量:


近日,公司教师胡毅教授团队在可穿戴电致发光(ACEL)显示领域取得新进展,相关工作以 “Wearable Alternating Current Electroluminescent e-Textiles with High Brightness Enabled by Fully Sprayed Layer-by-Layer Assembly” 为题发表在国际顶级学术期刊《Advanced Functional MaterialsIF=19.0)上。kaiyun官方网站下载手机网页为第一署名单位,kaiyun官方网站下载手机网页(国际丝绸公司)硕士生张英为第一作者,kaiyun官方网站下载手机网页(国际丝绸公司)博士生导师胡毅教授为论文一通讯作者。该研究为制造可扩展和低成本的显示织物提供了新的解决方案。

显示器作为现代电子产品的重要组成部分,正逐步从刚性、笨重的模块向柔性屏幕发展。为了满足智能可穿戴设备对便捷显示技术的要求,人们非常希望将柔性显示器集成到服装上。织物显示器的成功制造依赖于有利的发光显示技术。迄今为止,各种发光策略,如交流电致发光(ACEL)、有机发光二极管(OLED)和光电化学电池(LECs),已经开发用于织物显示器件的制造。其中,ACEL具有视角宽、响应速度快、功耗低、对比度高、制造简单、性价比高等优势。此外,ACEL器件产生光而不产生太多热量,是制造可穿戴EL器件的理想选择。然而,缺乏有效和可扩展的制造方法阻碍了基于纺织品的ACEL显示器件的广泛应用。

鉴于此,kaiyun官方网站下载手机网页kaiyun官方网站下载手机网页胡毅教授团队受到染整领域喷墨印花技术的启发,提出了一种简单的全喷涂方法来解决上述在纺织品上制造ACEL器件的挑战。在这项工作中,ACEL器件的功能层由发光层、介电层和两个电极组成,通过逐层喷涂组装得到。基于顶部发射结构(TES),具有高导电性、低熔点(16℃)和液态变形能力的共晶镓铟合金(EGaIn)液态金属被用于制作底电极。具有本征流动性的EGaIn能够顺应器件的形状变化,有效地抵抗裂纹扩展,大大提高了EGaIn电极抗机械变形的电稳健性。采用具有高介电常数(κ)BaTiO3/PVDF-HFP复合材料作为介质层,成功制备了亮度高达338.6 cd/m2的发光电子纺织品,并解析了高介电常数介质层对具有TESACEL器件的亮度增强机理。所制备ACEL器件表现出优异的耐久性,在弯曲、针刺、剪切、折叠和卷曲,甚至在剧烈摩擦下都能正常工作。全喷涂ACEL器件具有集成到电子纺织品中的实际适用性,可用于体育健身、安全消防、弱势救助等领域,预期可制作出具有视觉交互和安全警示等功能的冲锋衣、运动服、帽子等产品,具有较好的市场转化潜力。

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全喷涂ACEL器件的结构示意图




原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202308969