综述：有机发光二极管在可穿戴电子设备中的应用

这篇综述系统阐述了有机发光二极管（OLED）在可穿戴电子领域的应用进展，重点探讨了其作为高效、柔性光源在显示（纤维/织物OLED）、生物传感（PPG、SpO2监测）和光医学（PDT/PBM）中的创新设计，同时分析了性能提升与封装技术的挑战。

　　

引言

可穿戴电子设备正逐渐渗透日常生活，从智能手表到医疗监测设备，其核心需求在于柔性、高效和便携性。有机发光二极管（OLED）凭借低驱动电压、可调发射波长和优异柔韧性成为理想光源。本文综述了OLED在可穿戴领域的三大应用方向：显示、生物传感和光医学治疗。

OLED基础

OLED通过电致发光机制发光，其多层结构包括阳极、空穴传输层（HTL）、发光层（EML）和电子传输层（ETL）。根据激子类型，发光材料分为荧光（IQE≤25%）、磷光（IQE≤100%）和热激活延迟荧光（TADF）。柔性OLED的基底需满足超薄（如1-10 μm聚合物膜）和低表面粗糙度（RMS<1 nm），而可拉伸OLED则通过本征弹性或岛桥结构实现形变适应性。

可穿戴显示应用

纤维OLED：通过热蒸发或浸渍涂层在圆柱/带状纤维上制备，最高效率达70.89 cd/A（单轨结构阳极）。例如，旋转蒸发技术可实现均匀厚度，而 dip-coating 法制备的纤维聚合物LED（PLED）可编织入衣物。
织物OLED：以聚氨酯（PU）或光固化膜作为平面化层，电流效率达78 cd/A，弯曲半径可至1 mm。模板剥离工艺显著降低基底厚度至3 μm，提升机械稳定性。
皮肤显示：超薄（3 μm）PLED贴片可监测心电图（ECG），而有序屈曲结构的可拉伸OLED（SOLED）耐受35,000次拉伸循环，用于实时生物信号可视化。

生物传感创新

脉搏监测：结合OLED与有机光电探测器（OPD）的光电容积图（PPG）系统，通过偏振选择性设计降低运动伪影，信噪比提升10倍。近红外（NIR）量子点-OLED（QD-OLED）增强组织穿透深度，适用于深部信号检测。
血氧饱和度（SpO₂）监测：双波长（红/绿）OLED阵列通过AC/DC信号比计算SpO₂，误差<2%。反射式设计结合刀片涂层技术，实现柔性传感器与皮肤共形贴合。

光医学治疗突破

光动力治疗（PDT）：红色OLED（620 nm）激活光敏剂产生活性氧，用于皮肤癌和利什曼原虫灭活。平行堆叠OLED（PAOLED）将输出功率提升至100 mW/cm²，显著抑制黑色素瘤细胞活性。
光生物调节（PBM）：670 nm OLED促进成纤维细胞迁移（+46%）和增殖（+58%），加速糖尿病伤口愈合。蓝色OLED（465 nm）可降解胆红素，治疗新生儿黄疸。

挑战与展望

当前限制包括蓝光材料效率不足、封装耐久性及临床标准缺失。未来需开发多模态集成设备，结合人工智能实现智能诊疗。例如，可植入式无线OLED（mPDT）已在小鼠肝癌模型中验证疗效，为深部肿瘤治疗提供新思路。

结语

OLED在可穿戴领域的多功能性正重塑医疗与消费电子边界。从柔性显示到精准医疗，其发展将推动个性化、院外健康管理时代的到来。