研究表明，交互式人機界面在日常生活中扮演著不可或缺的角色。然而，考慮到皮膚兼容性、便攜性和耐用性，傳統的較重和剛性顯示器不能滿足快速發展的可穿戴電子產品的要求。下一代顯示器應該是柔性和可拉伸的，這樣它們就可以很容易地與其他類型的可伸縮電子設備集成，緊密地連接或生物相容地植入人體，用于實時傳感、監測和讀取。

為了實現這一目標，斯坦福大學鮑哲南教授和張智濤博士等人提出器件工程和合理的材料設計是兩種有效的策略，將其總結為實現高性能可伸縮顯示器以及未來發展方向的主要方法（圖1）。相關論文以“High luminescent polymers for stretchable displays”為題發表在National Science Review，這也是Nature之后，鮑哲南教授再次發文談及皮膚顯示器，詳見《》

剛性孤島結構。傳統的無機材料，如導電材料和半導體材料，具有優異的電子和光學性能。因此，由這些材料制成的發光二極管（LEDs）具有較高的電致發光性能。然而，無機材料通常具有較高的模量和脆性。因此，它們需要特殊的結構工程，如剛性島或反向結構，以便將它們納入可伸縮的電子設備中。這主要是因為高模量無機材料即使在小應變下也容易形成裂紋，導致內部變質和導電路徑的丟失。為了防止材料斷裂，設計了一種基于剛性孤島的發光裝置，每個像素島都由蛇形的島連接起來。雖然在變形條件下顯示分辨率降低，但采用了特殊的設計來改善這一問題。

屈曲策略。另一種實現可拉伸發光器件的策略是設計彎曲結構。在這種策略中，首先將發光器件在超薄柔性基板上制備，然后將該預制器件轉移到預拉伸的彈性襯底上。釋放彈性基底后，可以在發光器件上得到所得到的彎曲結構，該發光器件具有較高的拉伸性，能夠延伸到原來的平坦狀態而沒有任何降解。該器件制造的關鍵參數是控制整個發光器件的厚度，較低的厚度將使發光器件能夠承受較低的彎曲半徑。然而，這種彎曲結構可能會導致光散射導致透射率顯著降低。同時，為了在實際應用中進一步集成，還需要仔細考慮非平面結構。

內在可拉伸的聚合物基體方法。發光器件的本質上可伸縮結構是未來可伸縮顯示器的一種很有前途的方法。這類器件所需的材料需要具有低模量，并且不需要特殊的結構設計，包括剛性孤島和屈曲。這些設備可以直接拉伸到較大的應變，同時仍然保持良好的性能。為了實現低模量材料，人們發現了發光電容器器件，所得到的發光電容器具有100%的高拉伸性，最大亮度為220 cd/m²。

另一方面，聚合物發光二極管（PLEDs）具有高亮度、低驅動電壓和響應時間短的特點。增強拉伸性的策略是在發光聚合物薄膜中引入增塑劑，這可以通過削弱鏈間相互作用來降低薄膜的模量。值得注意的是，整齊的發光共軛聚合物通常包含許多由結構缺陷和雜質引起的電子和空穴陷阱。這些阱能夠顯著降低電子和空穴的遷移率，也可能導致非輻射阱輔助復合，導致電致發光性能較差。

以上結果表明，下一代可伸縮顯示器實現了重大的飛躍，然而在未來的實際應用中仍存在著許多挑戰。首先，需要進一步改進材料和器件結構，以提高器件在反復拉伸下的循環穩定性。將動態鍵結合到共軛聚合物主鏈中可能是提高發光共軛聚合物拉伸性的一種很有前途的策略之一。其次，確定合適的封裝材料，提高器件在空氣中的長期穩定性至關重要。最后，目前的發光器件的分辨率仍然很低，需要開發制造工藝來實現高分辨率和大規模的可伸縮顯示器。通過材料、器件結構和制造工藝的設計和優化，高分辨率和全彩可拉伸顯示器有望在未來成為現實。將這些可伸縮的顯示器用于人機界面（例如交互式3D顯示器）和生物醫學應用（例如用于光遺傳學和光學治療的可植入柔性顯示器）將非常有吸引力。

Zhitao Zhang, Zhenan Bao,*High luminescent polymers for stretchable displays, National Science Review, 2022, https://doi.org/10.1093/nsr/nwac093