柔性發(fā)光器件，由于具有高柔性、結構簡單、成本低廉等優(yōu)點，在可穿戴設備、表皮電子、軟體機器人等領域有著廣闊的應用前景。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。該類材料的導電性較差且難以實現(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備上的應用。

近日，深圳大學化學與環(huán)境工程學院周學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電聚合物（SACP）透明電極工作基礎（Nature Communications, 2022, 13, 358.），開發(fā)出了一種可印刷、可重構的新型交流電致發(fā)光器件。相關研究成果發(fā)表在Adv. Mater.上（2024, 2313909,https://doi.org/10.1002/adma.202313909）論文第一作者為2022級碩士研究生羅紫晴，張耀康助理教授和周學昌教授為共同通訊作者。

“虎符”作為古代中國皇權的象征，由兩個虎形符印組成，調兵時需要兩半合對銘文才能生效（圖1a）。受到這個概念的啟發(fā)，研究團隊將傳統(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）的兩個部分。得益于SACP材料的柔性和粘性，兩部分貼合時能形成穩(wěn)定可靠的界面，成為一個完整的器件。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是兩部分圖案重合的部分（圖1b）。

圖1、“虎符”型可重構交流電致發(fā)光器件的概念和結構展示。

SACP材料提供的穩(wěn)定可逆的界面粘附，使得器件可以實現(xiàn)重復的組裝、拆卸、重構：EL器件可以在經過1000次重復拆卸和重新組裝后仍保持其初始亮度的81%。此外，SACP材料的前驅體溶液與多種涂覆和印刷技術兼容，如旋涂、噴墨印刷、點膠和轉印等（圖2a和b）。借助這些印刷技術，研究團隊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，這種器件可重構的特性為可視化的加密系統(tǒng)提供了新的思路。為了驗證這個概念，研究團隊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；第二類器件是時鐘結構的加密器件，將B部分在A部分上方旋轉不同角度時，顯示的圖案會指向不同的數(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基金以及深圳市基礎研究重點項目的資助。

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

（化學與環(huán)境工程學院）