基于银纳米线电极的可拉伸交流电致发光器件研究
发布时间：2020-12-29 01:23
可拉伸交流电致发光显示器（ACEL）是一种将发光特性与机械性能相结合新兴光电器件。由于其制备工艺存在较大困难,该器件并未得到广泛应用。本文以银纳米线为基础采用丝网印刷技术制备出可拉伸ACEL器件,展示出良好的光电特性和拉伸性能,在低压下能够获得较高发光亮度,将其贴敷于人体表皮,通过控制电信号实现了显示发光对声音有响应的可穿戴电子器件。主要结果如下:（1）采用丝网印刷技术制备的长银纳米线（长度为60-70μm）电极,其电学性能、透光率均优于短银纳米线（长度为30-40μm）电极。研究表明长银纳米线电极在100%拉伸和50%反复拉伸下均表现出优异的拉伸性能。为制备可拉伸ACEL器件奠定基础,同时也为制备更优越的银纳米电极提供了低成本、低损耗的处理工艺。（2）将电致发光层进行丝网印刷图案化,通过对不同粒度、厚度、比例和高介电常数复合材料所制备的ACEL器件光电特性和拉伸性能的测试,表明添加钛酸钡（BTO）纳米颗粒的聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）复合弹性体的介电常数比纯弹性体PVDF-HFP介电常数高近3倍,发光亮度大于2倍。同时,在不同程度的机械拉伸下均能保持稳定的光电特性。（3）...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型器件结构[83]和工作原理[84]
硕士学位论文7大线性应变可达120%（如图1.2所示），并可拉伸至30%重复拉伸-释放1000次，用来检测性能的稳定性。最后制作了一个5×5像素的可完全拉伸的褶皱阵列，首次展示了可拉伸OLED显示器的架构，展现出可拉伸显示器件在不同领域的应用潜力。图1.2基于银纳米线电极的可拉伸发光器件拉伸照片[88]2015年，Lee[89]等利用银纳米线作为正负极，PDMS弹性体为基底，同时在PDMS中加入ZnS:Cu[37,38]粒子作为发光层（如图1.3所示），制备出简单三明治结构的可拉伸发光器件，该器件能够单向拉伸形变至100%（如图1.4所示），且拉伸过程中性能稳定，机械拉伸从0%逐渐增大至100%时，发光亮度仅仅下降13%，在交流驱动电压下，自变形的可拉伸发光器件经过多次拉伸循环发光亮度下降了38%。可拉伸电子器件作为一种新兴的器件，使得传统刚性器件与优良的机械顺应性相结合的柔性器件不能相媲美。柔性器件可以满足机械变形下的各种需求，如弯曲、扭转、拉伸、折叠，使电子器件在严格的机械条件下稳定使用。作为一种“软”电子，可拉伸ACEL器件的特殊性能被认为是下一代照明和显示应用的发展方向。软物质形态启动大量前所未有的应用与之相结合，在生物医学相关的应用中，使用可植入器件在组织表面并且以物理方式呈现，用视觉方式进行互动，为用户提供了视觉之外的触觉交互的系统信息。这些材料在电子器件中可能需要面对超过100%应变的可逆束缚，实现极度拉伸，这超过了大多数展示的可拉伸EL器件。本文主要选用ZnS:Cu、Mn发光粉，采用PVDF-HFP弹性体和发光粉混合作为发光层，TPU作为银纳米线电极的基底，制备出三层或四层结构的可拉伸ACEL器件。
基于银纳米线电极的可拉伸交流电致发光器件研究8图1.3基于ZnS:Cu粒子的可拉伸发光器件结构示意图[89]图1.4基于ZnS:Cu粒子的可拉伸发光器件拉伸[89]1.5选题的研究意义及内容1.5.1研究意义可穿戴电子器件在电子器件领域有着广阔的发展前景，可拉伸ACEL器件有望在应用中带来新的机遇，如可穿戴交互显示器、伪装器件和软体机器人发光皮肤等研究。可拉伸ACEL器件具有优异的耐久性和机械稳定性，为可穿戴电子领域提供了潜在的应用价值。随着人类对柔性光电器件需求的不断增长和可穿戴/便携器件的极速发展，ACEL显示器因发光均匀、产热低、制作工艺简单、低功耗等优势而显现出较好的发展前途。这种低成本的丝网印刷技术能够较容易地制作出无限制、随意化的图案化器件。到目前为止，ACEL器件已广泛应用于商业领域，如黑色照明、装饰照明、面板显示，甚至大型广告牌。1.5.2研究内容通过阅读大量有关可拉伸发光显示器的文献，本文将阐述ZnS:Cu、Mn可拉伸发光体系，设计可拉伸ACEL器件随音乐而有节奏闪烁集成系统，从而实现可拉伸ACEL器件与人体交互模式，并对该器件进行相关光学性能研究。此外，本
【参考文献】：
期刊论文
[1]宏观尺度纳米线组装体及功能[J]. 刘建伟,梁海伟,俞书宏. 中国科学技术大学学报. 2013(11)
本文编号：2944728
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型器件结构[83]和工作原理[84]
硕士学位论文7大线性应变可达120%（如图1.2所示），并可拉伸至30%重复拉伸-释放1000次，用来检测性能的稳定性。最后制作了一个5×5像素的可完全拉伸的褶皱阵列，首次展示了可拉伸OLED显示器的架构，展现出可拉伸显示器件在不同领域的应用潜力。图1.2基于银纳米线电极的可拉伸发光器件拉伸照片[88]2015年，Lee[89]等利用银纳米线作为正负极，PDMS弹性体为基底，同时在PDMS中加入ZnS:Cu[37,38]粒子作为发光层（如图1.3所示），制备出简单三明治结构的可拉伸发光器件，该器件能够单向拉伸形变至100%（如图1.4所示），且拉伸过程中性能稳定，机械拉伸从0%逐渐增大至100%时，发光亮度仅仅下降13%，在交流驱动电压下，自变形的可拉伸发光器件经过多次拉伸循环发光亮度下降了38%。可拉伸电子器件作为一种新兴的器件，使得传统刚性器件与优良的机械顺应性相结合的柔性器件不能相媲美。柔性器件可以满足机械变形下的各种需求，如弯曲、扭转、拉伸、折叠，使电子器件在严格的机械条件下稳定使用。作为一种“软”电子，可拉伸ACEL器件的特殊性能被认为是下一代照明和显示应用的发展方向。软物质形态启动大量前所未有的应用与之相结合，在生物医学相关的应用中，使用可植入器件在组织表面并且以物理方式呈现，用视觉方式进行互动，为用户提供了视觉之外的触觉交互的系统信息。这些材料在电子器件中可能需要面对超过100%应变的可逆束缚，实现极度拉伸，这超过了大多数展示的可拉伸EL器件。本文主要选用ZnS:Cu、Mn发光粉，采用PVDF-HFP弹性体和发光粉混合作为发光层，TPU作为银纳米线电极的基底，制备出三层或四层结构的可拉伸ACEL器件。
基于银纳米线电极的可拉伸交流电致发光器件研究8图1.3基于ZnS:Cu粒子的可拉伸发光器件结构示意图[89]图1.4基于ZnS:Cu粒子的可拉伸发光器件拉伸[89]1.5选题的研究意义及内容1.5.1研究意义可穿戴电子器件在电子器件领域有着广阔的发展前景，可拉伸ACEL器件有望在应用中带来新的机遇，如可穿戴交互显示器、伪装器件和软体机器人发光皮肤等研究。可拉伸ACEL器件具有优异的耐久性和机械稳定性，为可穿戴电子领域提供了潜在的应用价值。随着人类对柔性光电器件需求的不断增长和可穿戴/便携器件的极速发展，ACEL显示器因发光均匀、产热低、制作工艺简单、低功耗等优势而显现出较好的发展前途。这种低成本的丝网印刷技术能够较容易地制作出无限制、随意化的图案化器件。到目前为止，ACEL器件已广泛应用于商业领域，如黑色照明、装饰照明、面板显示，甚至大型广告牌。1.5.2研究内容通过阅读大量有关可拉伸发光显示器的文献，本文将阐述ZnS:Cu、Mn可拉伸发光体系，设计可拉伸ACEL器件随音乐而有节奏闪烁集成系统，从而实现可拉伸ACEL器件与人体交互模式，并对该器件进行相关光学性能研究。此外，本
【参考文献】：
期刊论文
[1]宏观尺度纳米线组装体及功能[J]. 刘建伟,梁海伟,俞书宏. 中国科学技术大学学报. 2013(11)
本文编号：2944728
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