近日，國際知名期刊Advanced Materials上發表了題為“Asymmetrically-Enhanced Coplanar-Electrode Electroluminescence for Information Encryption and Ultrahigh Stretchable Display”的研究論文(DOI: 10.1002/adma.202201342)。該研究基于簡單的阻抗串聯分壓原理設計了一種新型的非對稱增強的共平面電極 AC-EL器件，該非對稱結構器件不僅保留了共平面電極結構特性，同時解決了共平面電極器件驅動電壓高和圖案化復雜/效果差等問題，極大的拓展了共平面電極AC-EL器件的應用領域。
隨著光電子技術的飛速發展和人類對電致發光器件的多功能需求，電致發光器件正朝著多功能化、數字化、智能化方向發展。一般的三明治交流電致發光器件將發光有源層夾在兩個電極之間，因此需要一個透明的電極來實現光的輸出。而基于ZnS:Cu熒光粉的共平面電極AC-EL器件于2017年首次由我們課題組提出(Advanced Materials 2017, 29, 1703552)。該器件結構由三部分所組成：底部為兩個等尺寸的共面電極，電極上為交流電發光有源層，頂部為橋電極?；诖斯财矫骐姌O結構的AC-EL器件從橋電極輸出光，并不需要透明的導電體。橋電極可以是各種透明的低阻抗極性液體或固體。這些特性使得同時具有電致發光和可視化傳感的多功能器件成為可能，因此共平面電極交流電致發光在人機界面、全彩智能顯示、實時視覺傳感等動態交互方面具有極大的應用潛力。后續我們組基于此平面電極結構，陸續設計了三相電驅動的交流電致發光器件(Nature Communications, 2021,12, 54)，交流驅動顏色可調有機發光三極管(Advanced Optical Materials, 2021, 2001655)，共平面電極交流量子點發光二極管(Applied Physics Letters, 2021,118, 041105)。然而共平面電極交流電致發光器件存在一些固有缺陷：一是驅動電壓過高，一般為三明治結構器件的兩倍；二是兩共平面電極的相互存在使得器件難以圖案化。這些問題極大的限制了共平面電極交流電致發光器件的應用。
該工作基于簡單的串聯分壓原理設計了一種新型的非對稱增強的共平面電極交流電致發光器件。具體的，通過增加一側發光有源層的相對阻抗，使大部分電壓集中在其上，這將大大增加該側的亮度，可視為顯示端。同時，在我們控制器件的開啟或關閉的時候，另一側基本是相對較暗的，可視為背景端?；诖嗽O計可以解決器件驅動電壓過高，圖案化/陣列化復雜或效果差的問題。進一步表征了該器件的復雜圖案發光均勻性、亮度可調性、顏色可調性等基本顯示性能，其具有與傳統三明治結構器件相媲美的顯示性能。同時整個單元也可以看作是一個單位像素，可設計成大規模陣列。在此基礎上，通過調整厚度、成分、電壓和頻率，優化了非對稱增強的共平面電極交流電致發光器件的對比度性能。更重要的是，該結構同時保留了共平面電極結構的優點，可用于智能顯示和實時視覺傳感。
基于這個非對稱增強的共平面電極結構，設計了兩種具有廣闊前景的應用。
一個是信息加密器件。加密的信息需要滿足以下兩個條件才能顯示：給器件施加交流電；將器件浸入極性液體中，例如自來水中。與普通的紫外加密相比，該加密裝置具有更新穎、更好的魯棒性、可編程性和簡易制備等優點，可廣泛運用在軍事加密、商品防偽以及水下光通信等領域。
另一個超可拉伸電致發光顯示器件。我們進行了各種可拉伸圖案和陣列顯示的實驗，實現了可拉伸電致發光顯示領域最高的拉伸性能，其中可拉伸的七段式顯示器件在面積為原始狀態的7.5倍時仍然可以工作。更重要的是，與傳統的三明治超高可拉伸交流薄膜電致發光器件相比，非對稱增強的共平面電極交流電致發光器件由于發光層將共平面電極和凝膠相互隔離起來，具有非常優異的電化學穩定性。器件可以穩定工作在高交流電頻率和高電壓下以實現高亮度和廣色域。
北京大學深圳研究生院新材料學院孟鴻教授和張超紅助理研究員為該論文共同通訊作者， 2019級碩士生楊標為論文的第一作者。上述研究得到國家自然科學基金委員會，廣東省科學技術廳，深圳市科技創新委員會，深圳市發展改革委員會的基金支持。
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https://doi.org/10.1002/adma.202201342
孟鴻，北京大學深圳研究生院新材料學院副院長。孟鴻教授近三十年來一直從事有機光電材料設計合成，有機半導體器件制備和集成應用研發工作。研究領域：有機電致發光（OLED）材料與器件制備工藝;有機電致變色材料器件及超級電容器; 有機薄膜晶體管(OTFT)材料器件及有機光電傳感（OPD）;柔性可拉伸電子材料器件;鈣鈦礦、量子點及能源相關材料器件。
張超紅博士，畢業于德國紐倫堡大學，長期從事有機電子、可自愈合可拉伸有機材料合成與電子器件的研究。
