近日，吉林大學電子科學與工程學院謝文法教授團隊在《發光學報》上發表了題為“熱塑性聚氨酯襯底表面改性及其在柔性OLED中的應用”的研究論文。該研究提出使用PEDOT:PSS對熱塑性聚氨酯襯底進行表面修飾，以改善其表面特性，滿足OLED制備的要求。在修飾后的熱塑性聚氨酯襯底上制備的頂發射型和底發射型OLED不僅表現出良好的柔性顯示效果，在形變過程中仍能保持穩定的發光性能，而且其最高外量子效率分別達到了16.0%和15.2%。這一性能與傳統ITO襯底制備的OLED相當，展示了熱塑性聚氨酯作為OLED柔性襯底的可行性和潛力。

研究背景

有機發光二極管（organic light-emitting diode, OLED）因其對比度高、視角廣、響應速度快、能耗低等優點，逐漸成為下一代顯示技術的重要代表。作為OLED領域的重要研究方向，柔性OLED憑借其可彎曲、可折疊的獨特優勢吸引了科研和產業界的關注。在可穿戴設備、柔性顯示、電子皮膚等前沿領域，柔性OLED不僅展現出廣闊的應用前景，更被視為推動未來顯示技術革新的關鍵。對于柔性OLED而言，柔性襯底是其重要組成部分之一，襯底的選擇直接影響OLED的機械性能、光學性能以及長期可靠性。

熱塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane, TPU）是一種常見的高分子材料，其分子鏈由交替的軟鏈段和硬鏈段組成。這種軟硬結合的分子結構賦予TPU優異的柔韌性、高強度和出色的耐候性，可以在復雜的環境中長期使用。因此，TPU被廣泛應用于汽車、鞋類、電子設備、醫療器械等領域，成為許多工業和消費品的關鍵材料。隨著柔性電子技術的發展，TPU在可穿戴設備和OLED等領域也顯示出巨大的應用潛力。然而，現有研究中將TPU與OLED結合的方法多采用全溶液法，這一工藝繁瑣且對電極要求較高，限制了其可重復性和普適性。

本研究旨在利用市面上現有的TPU與OLED結合，實現TPU基OLED的柔性顯示效果。通過使用PEDOT:PSS對TPU襯底進行表面修飾，有效改善其表面特性并滿足OLED制備的要求。在修飾后的TPU襯底上制備的頂發射型和底發射型OLED不僅表現出良好的柔性顯示效果，在形變過程中仍能保持穩定的發光性能，而且其最高外量子效率分別達到了16.0%和15.2%，這一性能與傳統ITO襯底制備的OLED相當。

TPU襯底的修飾、優化與表征

在初步實驗中，我們發現制備在TPU襯底上的OLED表面出現明顯的發黃現象（見圖1a），且器件因斷路失效。TPU襯底的表面形貌不佳可能是導致這一問題的原因之一。為此，我們對未經處理的原始TPU和退火處理后的TPU分別進行了原子力顯微鏡（AFM）表征。結果（見圖1b）顯示，原始TPU的表面高度差較大，存在顯著的顆粒特征，RMS值為7.05 nm；經過退火處理后，TPU表面形貌有所改善，RMS值降至5.84 nm。然而，退火處理未能有效消除顆粒特征，表明單純的熱處理無法獲得良好的表面平整度。因此，必須通過進一步的表面修飾，引入界面層來改善表面性能，從而提高其與OLED制備工藝的兼容性。

(關鍵字：OLED 聚氨酯)