别急,科学家正努力让柔性电子设备更便宜
我国新研究成果有望降低柔性电子材料成本

2021-03-19来源:中国青年报客户端 作者:中青报·中青网记者 张茜

轻薄小巧、造型多变的可折叠与卷曲屏幕正在引领电子设备的科技潮流,然而爱尝鲜的年轻人却发现,前沿产品的价格往往令人望而却步,比如联想推出的全球首款折叠屏笔记本电脑,价格2万余元,LG发售的全球首款可卷曲65英寸电视价格约合58万元。为啥这么贵?

“它们的屏幕太贵了。” 南京工业大学先进材料研究院教授王建浦分析,可卷曲显示器材料造价昂贵,是这些新潮电子产品价格惊人的重要原因之一。 而中国科学院院士黄维、王建浦所在团队近期发表在《自然·通讯》上的一项名为《高效、高亮度非铅金属卤化物暖白光发光二极管》的研究成果显示,他们有望用一种新方法制备价格更低廉的替代材料——非铅金属卤化物,降低柔性电子设备的成本,同时解决原有材料的局限。

王建浦解释,有机发光二极管(OLED)作为一种“柔性器件”,是制造当下可折叠手机、平板电脑、电视屏幕的宠儿,但它的制备条件比较苛刻、成本高昂、很难达到人们对更高亮度显示器的要求,特别是难以支撑未来虚拟现实设备的使用需求,“我们总是希望下一代电子显示器能够降低成本、延长寿命,以及具有更佳的显示色彩与亮度”。

据介绍,就发光和显示而言现在还没有一个完美的材料体系,近些年材料界也一直在探寻柔性电子材料的更优解,试图用一种较低成本、能够实现高亮度发光二极管(LED)功能的有机无机杂化材料来代替有机发光二极管(OLED)。比如使用成本相对低廉的铅基卤化物钙钛矿,目前也取得了很大的进展,但铅的毒性是个无法避免的缺点。所以发展环境友好的非铅卤化物发光材料就显得很有必要,但是基于这类材料的LED器件效率往往很低,其主要原因是这类材料的禁带宽度与能级结构不易于实现高效的电荷注入。

针对此问题,黄维、王建浦团队在原有材料基础上,通过在铜基卤化物前驱体溶液中引入非离子表面活性剂,有效解决了电荷注入难的问题,首次成功制备了高效、高亮度非铅暖白光金属卤化物LED。王建浦介绍,“其亮度达到了目前非铅金属卤化物白光LED的最高纪录”,并且制备工艺与柔性基底完全兼容。

“也就是说,我们有望用一种低成本、无毒、高效的新材料去解决OLED材料所面临的成本、亮度局限。” 王建浦说,“但研究和实际生产还有一段不小的距离,将此次提出的新方法广泛应用于商业制备非铅金属卤化物白光LED材料还需要更进一步的努力,如果未来能够实现,可折叠、卷曲的电子设备就会变得非常便宜。”

“随着科技不断进步,我们希望未来可以把一张报纸大小和薄厚的电子屏幕折叠成手机那么大装在兜里,打开看的时候它就像《哈利·波特》里的《预言家日报》一样,动态、3D的文字和视觉影像飘在眼前。”王建浦说。

【责任编辑:梁国胜】

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