周学昌课题组在《Adv. Mater.》发表论文

作者: 发布时间: 2024-02-26 浏览次数: [ ]


柔性发光器件,由于具有高柔性、结构简单、成本低廉等优点,在可穿戴设备、表皮电子、软体机器人等领域有着广阔的应用前景。然而,此类弹性器件大多要用到传统离子凝胶等材料作为透明电极。该类材料的导电性较差且难以实现高分辨率的图案化,限制了弹性交流电致发光器件在柔性显示设备上的应用。

近日,我朋友的老姐2在线观看周学昌教授课题组受到我国古代“虎符”的启发,基于课题组前期的柔性自粘附导电聚合物(SACP)透明电极工作基础(Nature Communications, 2022, 13, 358.),开发出了一种可印刷、可重构的新型交流电致发光器件。相关研究成果发表在Adv. Mater.上(2024, 2313909, https://doi.org/10.1002/adma.202313909)论文第一作者为2022级硕士研究生罗紫晴,张耀康助理教授和周学昌教授为共同通讯作者。


   


“虎符”作为古代中国皇权的象征,由两个虎形符印组成,调兵时需要两半合对铭文才能生效(图1a)。受到这个概念的启发,研究团队将传统的一体化器件拆分成包含透明电极/电致发光层(A部分)和透明电极(B部分)的两个部分。得益于SACP材料的柔性和粘性,两部分贴合时能形成稳定可靠的界面,成为一个完整的器件。如果将两部分的SACP电极分别图案化,通电后显示的图案将会是两部分图案重合的部分(图1b)。

  

图1、“虎符”型可重构交流电致发光器件的概念和结构展示。


SACP材料提供的稳定可逆的界面粘附,使得器件可以实现重复的组装、拆卸、重构:EL器件可以在经过1000次重复拆卸和重新组装后仍保持其初始亮度的81%。此外,SACP材料的前驱体溶液与多种涂覆和印刷技术兼容,如旋涂、喷墨印刷、点胶和转印等(图2a和b)。借助这些印刷技术,研究团队展示了一系列高分辨率的图案化交流电致发光器件,用于显示不同的内容(图2c-i)。

    

图2、印刷SACP电极的示意图(a, b),以及图案化的交流电致发光器件(c-i)。


此外,这种器件可重构的特性为可视化的加密系统提供了新的思路。为了验证这个概念,研究团队展示了两种类型的器件:第一类将器件的A部分和B部分分别做在不透明和透明的基底上,构成“明码”和“暗码”(图3a),只有将正确的A部分和B部分组合,才能显示出所需的密码;第二类器件是时钟结构的加密器件,将B部分在A部分上方旋转不同角度时,显示的图案会指向不同的数字。


 

图3、“虎符”型交流电致发光器件用于可视化加密的概念展示。


该研究为高柔性显示设备和可视化加密系统的开发提供了新的策略。该工作得到了国家自然科学基金以及深圳市基础研究重点项目的资助。

论文信息:

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


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