《Nature Communications》新研究：基于光致发光电极的彩色可拉伸显示技术实现

01前言

近日，一项发表于《Nature Communications》的重要研究取得了突破性进展(https://doi.org/10.1038/s41467-025-66206-9)——来自中山大学与蒙纳士大学的联合团队成功研制出一种基于透明高介电凝胶的超低场发射可拉伸电致发光器件，为下一代可穿戴显示技术开辟了新路径。

02核心突破

这项研究的核心成果体现在四个方面的突破性进展，每一项都对应着可拉伸显示技术的长期痛点。

首先，研究团队实现了 极低工作电压下的高效发光。传统可拉伸电致发光设备通常需要数百伏的高压驱动，而这套新系统在仅13V的电压下即可启动，工作电压降低了一个数量级。

研究显示，该器件在50Hz、0.19V/μm的条件下就能被点亮，并在2.5V/μm、1kHz的驱动条件下实现高达1944.7cd/m²的亮度，创造了本征可拉伸电致发光器件的亮度新纪录。

其次，研究团队解决了拉伸性与弹性恢复的矛盾。此前的高亮度可拉伸器件多依赖于塑料变形实现大拉伸，而弹性变形范围有限，导致设备拉伸后难以完全恢复。

这项研究中的凝胶基器件展现出高达600%的弹性拉伸能力，且在80%的工作应变范围内能够完全恢复初始状态，经过1000次50%应变的循环测试后仍保持稳定性能。

第三，团队通过荧光电极的创新设计，实现了全彩色显示能力。他们开发的光致发光电极能够将器件原始的蓝光转换为黄、绿、红多种颜色，无需改变基本器件结构。

这种方案不仅实现了多色显示，还利用前后表面的光混合效应，使背面亮度提高了1.52倍，为双面显示应用提供了新可能。

最后，研究团队成功集成了128像素的可穿戴显示阵列，支持蓝牙无线通信和实时动态信息显示，验证了该技术在系统级应用中的可行性。显示阵列在弯曲状态下仍能正常工作，展现了优异的机械稳定性。

03研究意义

这项成果不仅在材料层面实现了高介电、高透明、高拉伸与高负载的平衡，更在器件性能上取得了多项突破：

极低工作电压，兼容市电频率（50/60Hz），降低了对复杂电源系统的依赖；

真正的弹性拉伸，避免依赖不可恢复的塑性变形，更贴合实际穿戴场景；

全彩色显示能力，为可视化信息交互提供丰富表达；

系统级集成示范，验证了其在动态显示与无线交互中的可行性。

该技术有望推动可穿戴设备、软体机器人、智能服装与生物界面等领域的革新，为人与机器的“无缝交互”提供更自然、更灵活的显示方案。

图1:作为明亮交流电致发光器件发光层基质的高介电常数可拉伸凝胶

图2:APELSD的亮度与机械性能

图3:基于光致发光电极的APELSD颜色与亮度

图4:基于五层结构的凝胶电极实现更高延伸率的器件

图5:用于实时动态显示的128像素彩色显示

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