近年，可穿戴电子产品飞速发展，能够适应人体运动的本征可拉伸有机发光二极管（is-OLED）成为了下一代智能柔性显示的核心。然而，如何兼顾高亮度、高效率与极佳的可拉伸性？这一直是困扰学术界的一大难题。
近日，宁波东方理工大学副教授黄子劲团队与合作者，在顶尖光学期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）上发表研究成果，创新性地提出“弹性微相工程”策略，结合全新设计的 “双嵌入式可拉伸透明电极”，成功制备出兼具超高亮度与卓越拉伸性能的is-OLED。
该器件实现了33,443 cd m⁻²的创纪录发光亮度与高达120%的拉伸率，为下一代“皮肤级”可穿戴电子设备的商业化应用迈出了标志性的一步。
两难之境，当“柔韧”遇上“高亮”
要让屏幕像皮肤一样自由拉伸，其内部的每一层材料都必须是“天生”可拉伸的。然而，人体的日常活动动辄产生40%-100%的大幅形变，这对器件的柔韧性提出了极其严苛的要求。
为了提高OLED发光层的延展性，传统的解决方案是物理掺杂弹性体。但这好比在一条通畅的高速公路上设置了无数个绝缘的减速带，严重阻碍了电荷的通行，导致发光效率大打折扣。同时，现有的银纳米线可拉伸透明电极往往存在表面粗糙、附着力差、剥离转移时易断裂等痛点，使得“力学拉伸性”与“光电导电性能”仿佛成了一对不可调和的矛盾。但黄子劲团队与合作者交出了一套完美的破局方案。
植入“纳米减震器”，兼顾高弹与高导
研究人员选择将三种具有不同延展性和表面能的弹性体（SBS、SIS、SEBS）分别掺杂到绿色聚芴（GPF）发光聚合物中进行系统对比。
结果发现，弹性体SBS与发光聚合物GPF具有高度匹配的表面能，两者能达到极佳的分子级相容性。在这种极佳的相容性驱动下，混合物自组装形成了独特的“三维微观相分离”结构。GPF作为连续的主体基质，提供了通畅的电荷传输通道和发光功能，而SBS则像“纳米级减震器”一样均匀分散在三维结构中。
这种连续均匀的弹性微相不仅极大降低了拉伸时的应力集中，避免了薄膜局部断裂，还显著减少了电子陷阱。测试显示，掺杂10% SBS的混合薄膜不仅抗裂应变提升了一倍，其电子电流密度更是较纯发光层实现了逾300%的飞跃。
水上漂工艺，打造极致平滑的柔性电极
有了完美的发光层，还需要一条同样柔韧、可靠的“供电线路”。
针对传统银纳米线电极粗糙且易剥落的痛点，团队巧妙设计了一种新型的水浮转移“双嵌入式可拉伸透明电极”（PAT STE），并开发出一套“水上漂”工艺——在基底上预涂覆水溶性牺牲层，接着依次旋涂导电聚合物（PH1000）、银纳米线以及热塑性聚氨酯弹性体基质。将其浸入水中后，水溶性牺牲层自动溶解，电极膜即可平稳浮于水面，完美避开传统物理撕扯造成的网络断裂。
这种透明柔性电极表面极致平滑，极大减少了界面电荷注入势垒，在经历1000次20%应变的拉伸循环后，电阻几乎不变，具备极佳的长期环境稳定性。
点亮可拉伸显示时代的曙光
基于最优的发光层和上述PAT STE透明柔性电极结合，研究团队组装出完整的is-OLED器件，成绩惊艳
超高亮度：峰值亮度达到33,443 cd m⁻²，是迄今为止报道的可拉伸OLED器件中最高记录之一，亮度可与传统刚性器件相媲美。
高光电效率：最大外量子效率达2.3%，最大电流效率接近8 cd A⁻¹。
极限拉伸与稳定性：器件在高达120%的机械拉伸应变下依然能稳定发光，在100次15%动态拉伸应变后，仍能保持初始亮度的约90%（相比之下，未掺杂的原始器件仅剩43%）。
这项研究不仅通过“弹性微相工程”深刻揭示了聚合物混合体系中“相容性”对调控三维形貌及光电、力学性能的核心作用，还为柔性透明电极的制备提供了一种高效无损的普适方法。这一成果打破了可穿戴发光器件中“高亮度”与“高拉伸性”不可兼得的魔咒，为下一代柔性显示技术的产业化应用点亮了新的曙光。
宁波东方理工大学博士生鲁震为本文第一作者，信息科学与技术学部副教授黄子劲、香港理工大学教授李刚和博士黄佳明为共同通讯作者。
该研究由宁波东方理工大学联合香港理工大学、四川大学、香港中文大学等知名高校共同攻关完成，得到国家重点研发计划、粤港澳联合实验室、宁波市甬江引才工程等多个科研项目的专项支持。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41377-026-02271-z
