深圳研究生院在新型平面型OLED电致发光器件研究中取得紧张突破

电致发光征象自觉现以来，就被人们广泛研究，包括OLED器件。自从1987年OLED器件被邓青云博士报道以来，所有研究工作均是基于三明治夹心结构来制备的，即在上下两层电极间夹着发光层和其它功能层，其中一个电极必须为透明电极。传统的器件结构一方面限定了电极材料的选择范围，同时也极大地限定了器件的制备方法与工艺。随着柔性、可穿戴时代的来临，表现与照冥具件也迎来了印刷与3D打印制备工艺方面的挑衅。传统三明治夹心器件结构是否只能刻舟求剑，改变传统结构器件能否正常工作，是否具有新征象、新功能、新应用呢？

北京大学深圳研究生院新材料学院有机光电材料器件课题组孟鸿教授团队就这一题目进行了勇敢尝试与探讨。该团队提出了共平面电极结构——将必要施加交流电的两个电极置于统一层，再在平面电极上方覆盖上介电层和发光层，创造出一种全新型电致发光器件。

这种器件结构不仅应用在无机电致变色领域，同时特别很是适用于印刷型OLED制备技术，也赋予了器件可交互性能，既可以作为高性能表现以及照明设备，同时还可以作为可交互器件。目前该团队已进一步成功制备了平面型OLED器件，验证了这一成果在OLED领域的可行性，相干成果正在发表中，这种器件结构的设计及制备将为OLED领域带来新革命。

（a)传统三明治结构器件；（b）新型共平面电极结构器件；（c）将水倒于新型器件上，立即发光；（d）用铅笔在器件上作画。

研究人员还对以不同溶剂作为调制材料的器件进行了研究，发现非极性材料并不会使器件工作。对此，研究人员深入研究了其中的工作机理。该团队行使这一特征，水的部分发光，而油因为是非极性并不发光，由此展示水油混合物在器件外观水泼画的结果。为了研究该器件结构的工作原理，在施加交流电场的情况下，研究者将器件从中心拆分成两个半器件，即每个半器件只含一个电极，将其置于盛满去离子水的烧杯中，以不导电的水凝胶作为“极性桥”将两部分连通时，器件即刻发光。

（a）两个自力的半个器件；（b）不导电去离子饱和的水凝胶；（c）水凝胶作为“极性桥”使两个半器件工作发光；（d）印制有新型器件的伞,伞被雨水打湿，伞印制有器件的部分即发光；（e）手与器件接触的部分发光。

此外，这种具有新型结构的器件在传感与交互表现领域也有着特别很是广泛的应用，包括雨滴传感器、长途光学监测器以及接触交互传感发光器件等。可将该器件直接制作在雨伞的伞布上，作为雨滴传感器，在下雨天自立发光。其制作过程很容易实现，由于器件采用的是商业可打印油墨，可通过丝网印刷等工艺印制在各式各样的基底上。当前市面上的雨滴感应器大多基于机械相应、阻力转变或者光学传感器感应的反射光扰动。而这种雨滴传感器将直接产生明暗的突变。还可将其作为长途光学监测器，用以对器件外观的材料进行长途鉴别。如器件发光，那外观的材料肯定是极性材料或导电材料。再如，水是否存在，是否部分或者完全凝结成冰，也可以被长途探测到，水凝结成冰后，发光亮度会有显明降低。这一成果有望未来用到飞机外外观用来作为其外外观结冰程度的监测，防止飞机在遨游飞翔中因为外外观结冰导致遨游飞翔故障及遨游飞翔事故。也可将其作为接触传感器，用手触摸器件，当手和器件接触时会发光。

该工作发表在近期的国际材料领域的顶级期刊Advanced Materials（DOI：10.1002/adma.201703552, 影响因子为19.79）。该工作在孟鸿教授引导下，由助理研究员徐秀茹、硕士研究生胡丹、闫丽佳博士等合作完成。该工作的重要合作者还有林原教授、西北工业大学的黄维院士、美国普林斯顿大学Yueh-Lin Loo教授，以及美国工程院院士、德克萨斯大学达拉斯分校教授Ray H. Baughman。该项工作得到了广东省领武士才以及天然科学基金、深圳市孔雀团队项目、国家天然科学基金以及深圳-以色列国际合作项目的支撑。

编辑：江南