全新平面型电致发光器件研制成功， 有望掀起OLED显示与照明领域技术革命
电致发光现象自发现以来，就被人们广泛的研究。包括OLED器件，自从1987年OLED器件被邓青云博士首次报道以来，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，夹着发光层和其他功能层，其中一个电极必须为透明电极。传统的器件结构一方面限制了电极材料的选择范围，同时也极大地限制了器件的制备方法与工艺。
随着柔性、可穿戴时代的来临，显示与照明器件也迎来了印刷与3D打印制备工艺方面的挑战。传统三明治夹心器件结构是否只能一成不变？改变传统结构，器件能否正常工作？是否具有新现象，新功能，新应用呢？
在黄维院士带领下（西北工业大学以及南京工业大学），北京大学深圳研究生院新材料学院孟鸿教授带领的徐秀茹博士、胡丹硕士以及来自南京工业大学的闫丽佳博士等团队成员就这一问题进行了大胆的尝试与探究。该成果同时得到了来自美国工程院院士Ray H. Baughman教授（德克萨斯大学达拉斯分校）的支持与合作。研究者采用了共平面电极结构——将需要施加交流电的两个电极置于同一层，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，同时非常适用于印刷型OLED制备技术，也赋予了器件可交互性能，既可以作为高性能显示以及照明设备，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，相关成果正在发表中。这种器件结构的设计及制备将为OLED领域掀起新的革命。
在器件最上层添加上由极性材料或导电材料制成的特殊的调制层，在给平面电极施加交流电后，器件便立即发光。图c和d分别以水倾倒在器件上以及用铅笔作画为例。
▲ 图a：传统三明治结构器件。图b：新型共平面电极结构器件。c：将水倒于新型器件上。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，研究人员深入的研究了其中的工作机理。该团队利用这一特性，水的部分发光，而油由于是非极性并不发光，由此展示水油混合物在器件表面水泼画的美感。
为了研究改器件结构的工作原理，在施加交流电场的情况下，研究者将器件从中间拆分成2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。
此外，这种具有新型结构的器件在传感与交互显示领域也有着非常广泛的应用。例如：
雨滴传感器。可将该器件制作在雨伞上，在下雨天自主发光。其制作过程很容易实现，因为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。而且，当前市面上的雨滴感应器大多基于机械响应、阻力变化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。
▲ 图a：印制有新型器件的伞。图b：伞完全被打湿，印制有器件的部分发光。
远程光学监测器，用以对器件表面的材料进行远程鉴别。如器件发光，那表面的材料一定是极性材料或导电材料。再如，水是否存在，是否部分或者完全的凝结成冰，也可以被远程探测到。因为水凝结成冰后，发光亮度会有明显的降低。这一成果有望将来用到飞机的外表面用来作为其外表面结冰程度的监测，防止飞机在飞行中外表面由于结冰问题导致的飞行故障及飞行事故。
▲ 当水凝结成冰后，亮度明显降低
接触传感器。用手触摸器件，会惊奇的发现手和器件接触的部分也会发光。这也有望被进一步开发成接触传感器。
▲ 手与器件接触的部分发光
这一成果发表在《Advanced Materials》杂志中。
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