柔性發(fā)光器件，由于具有高柔性、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在可穿戴設(shè)備、表皮電子、軟體機(jī)器人等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，此類彈性器件大多要用到傳統(tǒng)離子凝膠等材料作為透明電極。該類材料的導(dǎo)電性較差且難以實(shí)現(xiàn)高分辨率的圖案化，限制了彈性交流電致發(fā)光器件在柔性顯示設(shè)備上的應(yīng)用。

近日，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院周學(xué)昌教授課題組受到我國古代“虎符”的啟發(fā)，基于課題組前期的柔性自粘附導(dǎo)電聚合物（SACP）透明電極工作基礎(chǔ)（Nature Communications, 2022, 13, 358.），開發(fā)出了一種可印刷、可重構(gòu)的新型交流電致發(fā)光器件。相關(guān)研究成果發(fā)表在Adv. Mater.上（2024, 2313909,https://doi.org/10.1002/adma.202313909）論文第一作者為2022級(jí)碩士研究生羅紫晴，張耀康助理教授和周學(xué)昌教授為共同通訊作者。

“虎符”作為古代中國皇權(quán)的象征，由兩個(gè)虎形符印組成，調(diào)兵時(shí)需要兩半合對(duì)銘文才能生效（圖1a）。受到這個(gè)概念的啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)將傳統(tǒng)的一體化器件拆分成包含透明電極/電致發(fā)光層（A部分）和透明電極（B部分）的兩個(gè)部分。得益于SACP材料的柔性和粘性，兩部分貼合時(shí)能形成穩(wěn)定可靠的界面，成為一個(gè)完整的器件。如果將兩部分的SACP電極分別圖案化，通電后顯示的圖案將會(huì)是兩部分圖案重合的部分（圖1b）。

圖1、“虎符”型可重構(gòu)交流電致發(fā)光器件的概念和結(jié)構(gòu)展示。

SACP材料提供的穩(wěn)定可逆的界面粘附，使得器件可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)的組裝、拆卸、重構(gòu)：EL器件可以在經(jīng)過1000次重復(fù)拆卸和重新組裝后仍保持其初始亮度的81%。此外，SACP材料的前驅(qū)體溶液與多種涂覆和印刷技術(shù)兼容，如旋涂、噴墨印刷、點(diǎn)膠和轉(zhuǎn)印等（圖2a和b）。借助這些印刷技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)展示了一系列高分辨率的圖案化交流電致發(fā)光器件，用于顯示不同的內(nèi)容（圖2c-i）。

圖2、印刷SACP電極的示意圖（a, b），以及圖案化的交流電致發(fā)光器件（c-i）。

此外，這種器件可重構(gòu)的特性為可視化的加密系統(tǒng)提供了新的思路。為了驗(yàn)證這個(gè)概念，研究團(tuán)隊(duì)展示了兩種類型的器件：第一類將器件的A部分和B部分分別做在不透明和透明的基底上，構(gòu)成“明碼”和“暗碼”（圖3a），只有將正確的A部分和B部分組合，才能顯示出所需的密碼；第二類器件是時(shí)鐘結(jié)構(gòu)的加密器件，將B部分在A部分上方旋轉(zhuǎn)不同角度時(shí)，顯示的圖案會(huì)指向不同的數(shù)字。

圖3、“虎符”型交流電致發(fā)光器件用于可視化加密的概念展示。

該研究為高柔性顯示設(shè)備和可視化加密系統(tǒng)的開發(fā)提供了新的策略。該工作得到了國家自然科學(xué)基金以及深圳市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。

論文信息：

Z. Luo, W. Chen, M. Lai, S. Shi, P. Chen, X. Yang, Z. Chen, B. Wang, Y. Zhang*, X. C. Zhou* Fully Printable and ReconfigurableHufu-type Electroluminescent Devices for Visualized Encryption. Adv. Mater. 2024, 2313909. https://doi.org/10.1002/adma.202313909

（化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院）