原创 柔性光电子器件
“电致发光”现象是1923年Lossew最早在研究SiC检波器时发现的。1936年物理学家Destriau发现含微量铜杂质的悬浮介质在交流电场下能发出可见光，因而这种发光现象也被成为Dessriau效应，由于当时透明导电的氧化铟锡技术尚未成熟，导致随后二十年的研究进展十分缓慢。直到1952年，Sylvania电器公司在MIT固体会议上展示了首块电致发光的荧光屏。在国内，北京物理所、长春物理所是最早对这一领域进行研究，围绕发光亮度、稳定性、多色彩等方面取得了系列进展。
对于人体可穿戴器件来说，往往需要承受大尺度的复杂三维形变。而要实现硫化锌电致发光器件的可拉伸性，需保证多层材料中的每一层均有可拉伸性，且拉伸比需相互匹配。其中，透明可拉伸电极作为透光层是目前的研究难点和热点。
传统电子系统到在频繁操作过程中会发生疲劳、腐蚀或损坏，并随时间的推移而退化，从而导致电子设备的故障。硫化锌电致发光器件已被广泛集成到柔性多功能电子系统中，起到至关重要的发光部件的作用。这种发光器件的寿命和力学稳定性常常伴随着局部损坏而受到严重限制。此外，由于电致发光器件高频高压的驱动电源特性，当发光器件所受的应变超过机械承受极限时，容易导致局部电场过大使发光器件发生击穿而损坏。
硫化锌电致发光材料器件的制备与现有柔性电子器件通用的制备手段，如丝网印刷、喷墨打印等工艺相匹配，在电子皮肤成为了研究热点。作为柔性显示器件，像素分辨率、防水及其微电路的制造工艺是目前的难点。
以Cu2+掺杂ZnS的电致发光粉为例，解释其发光原理：通过对硫化锌晶体进行金属离子的掺杂，可以实现对ZnS材料引入缺陷，进而形成浅层的缺陷能带。当对硫化锌电致发光粉施加交流电压时，电子在外加电场的作用下被加速成为过热电子；随后撞击ZnS：Cu2+的发光中心使其激发或离化；而后发光中心的电子在退激发或者复合过程会产生光。发光中心的的结构决定了发射光谱的形成，ZnS：Cu2+的电致发光粉末具有两个发光中心，即绿色发光中心（处于Cu2+的t2态）和蓝色发光中心（处于Cu2+的e态），所以其发光颜色是两种发光中心共同作用的结果。蓝色发光中心比绿色发光中心更接近价带，因此蓝色发光中心的空穴更容易在电场作用下电离，即蓝色发光中心上的空穴寿命比绿色发光中心更短。因此，在低频电场作用下，ZnS：Cu2+电致发光粉以绿色为主，而在高频电场作用下，主要显示为蓝色。
通常意义而言，硫化锌电致发光器件分为5层结构，从上到下依次为背面电极、介电层、发光层、透明电极及透明基板。其中，交流电压施加于背面电极和透明电极之间，介质层为高介电常数材料，如钛酸钡，主要用于调节发光层和介电层的交变电场分布、增强电致发光亮度；防止局部雪崩击穿，增加发光均匀性的作用。透明电极和透明极板通常为氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇酯（ITO-PET）薄膜，使发光层通过透明层得以辐射。在实际应用领域中，为实现硫化锌电致发光器件的新型应用，往往对器件的形态进行重新设计，如电致发光纤维等。
近年来，伴随着柔性电子产业的快速发展，发光显示是可穿戴集成器件中必不可少的组成部分。硫化锌电致发光材料由于其结构简单，发光稳定，颜色可调等优点，在柔性可穿戴领域展现了其独特的应用，成为近年来的研究热点，基于硫化锌电致发光材料的柔性可穿戴器件的研究方向主要包括提高光电器件的柔性及可拉伸性（Stretchability），赋予电极材料及介质材料的自愈性（Self-healing），拓展电致发光器件的颜色多样性及不同色彩间的切换（Multi-color）。另一方面，目前这种硫化锌基的电致发光材料主要应用于新型发光电子皮肤（Electronic skin）、电子纺织品（Electronic textile）以及软体机器人（Soft robot）。