交流电场驱动发光器件中动态色彩的光谱时空调控机制与策略综述

《FlexMat》：Spatiotemporal engineering of dynamic color in alternating-current-driven light-emitting devices

　　

电驱动发光器件是现代照明、显示与智能界面的基础。传统体系依赖直流（DC）驱动，而交流（AC）驱动器件采用周期性变化的电激励，在适当匹配的系统中可简化电源接口，并为动态色彩调制提供额外的时间自由度。然而，精确的光谱控制仍具挑战性，因为发射源于交变电场与异质发光中心之间的耦合时空演化，而非静态材料属性。本文提出一种机制驱动的框架，将交流驱动发光器件中的色彩调谐理解为电场-电荷相互作用的时空过程。在该框架内，现有策略被系统地组织为三个协同维度：发光中心工程、器件架构设计与驱动信号调制。通过将微观载流子动力学（包括激发路径、复合区域与能量转移过程）与宏观光谱演化明确关联，本综述提供了衔接材料设计、器件物理与电学操作的连贯图景。研究人员进一步强调了在智能照明、柔性与可拉伸显示、交互传感及光学防伪中的新兴应用，展示了动态光谱可调性如何实现超越传统直流驱动体系的功能。最后，讨论了关键挑战与未来机遇，涵盖效率提升、光谱稳定性、色度-亮度解耦及可持续发光材料，为下一代动态可调光电子系统的设计提供了路线图。

本文综述围绕交流（AC）驱动发光器件中动态色彩调控的机制与策略展开，全文分为引言、光谱设计与动态色彩调控策略、前沿应用以及结论与展望四个主要部分。

1 INTRODUCTION

电驱动发光技术支撑现代固态照明与显示系统。目前大多数成熟平台（包括发光二极管（LED））在直流（DC）下工作，而公共电网本身供应交流电（AC）。这一根本性不匹配需要AC-DC转换模块，增加了电路复杂度、制造成本及能量损耗。在此背景下，交流电激励下工作的发光器件受到越来越多的关注。本文以"AC驱动发光器件"作为操作性统称，指周期性变化的电信号直接调控场致激发、载流子注入与输运或发光单元选择性激活的发光系统。根据主导激发机制，所讨论的器件 broadly 分为两类：（i）场激发/电容型系统，包括粉末ACEL器件与发光电容器；（ii）基于载流子注入的系统，包括AC操作的OLED与量子点发光二极管（QLED），其中串联与共面构型被视为架构实现方式而非独立的激发类别。由于这些系统在载流子来源、激发机制、等效电路与工作区间方面存在显著差异，表1对其特性进行了分别比较。在适当匹配的系统中，AC驱动操作可通过减少对外部整流的依赖来简化供电电路并降低转换相关损耗，但此类系统级优势并非普遍适用，取决于器件工作需求与外部驱动电路的兼容性。

随着AC驱动器件的快速发展，其功能已远超基本照明，涵盖全彩显示、环境传感与交互信息系统等高级应用。这些新兴应用对发射可控性提出了日益严格的要求，尤其是在动态电激励下实现稳定、连续、宽色域色彩调谐的能力。与DC驱动系统不同——后者的发射特性主要由静态材料属性与稳态载流子注入决定——AC驱动器件在周期性变化的电场下工作。这种动态激励持续重新分布内部电场并调制载流子输运、复合路径与能量转移过程，导致不同发射通道的相对贡献本质上是时间依赖的且难以稳定，对精确色彩控制构成重大挑战。在多组分系统中，不同发光物种对同一交变场的电学响应往往不同步，容易诱导电学串扰、光谱不稳定性与色漂移。因此，在AC激励下实现光谱稳定、宽色域且精确可控的发射仍是实际器件实施的关键瓶颈。

解决这些挑战需要更深入理解发射颜色在交变电场与异质发光系统耦合下如何演化。然而，现有研究与综述主要从器件结构角度切入，按架构配置对系统进行分类，往往缺乏统一的物理框架来解释支配色彩演化的基本机制。在此背景下，本文提出一种机制驱动且策略导向的综述，超越传统结构分类，建立统一框架，将AC驱动发光器件中的色彩调谐理解为电场-电荷相互作用的时空演化过程。在该框架内，色彩调控策略分为三个互补的控制维度：发光中心工程、器件架构设计与驱动信号调制。具体而言，发光中心工程定义可用的光谱通道，器件架构设计建立其空间组织与电学可寻址性，驱动信号调制则动态调控各通道在工作过程中何时以及以何种程度贡献。 fabrication定义的发光中心与器件架构共同建立可及的色彩调谐空间，而驱动信号在该预定义空间内提供原位控制。基于此统一视角，本文系统分析代表性策略并将微观载流子过程与宏观光谱演化相关联。此外，强调了色彩可调AC驱动器件在智能照明、柔性显示、交互传感与光学防伪中的新兴应用，最后讨论了关键挑战与未来机遇，包括效率优化、光谱稳定性、色度-亮度解耦及环境可持续发光材料的开发。

2 STRATEGIES FOR SPECTRAL DESIGN AND DYNAMIC COLOR REGULATION

在AC驱动发光器件中实现可编程光谱输出需要材料、器件架构与电学操作的协同控制。AC驱动器件的显著特征是外加电场在幅值与极性上周期性演化，持续调制内部电势、激发路径、载流子输运与复合过程。因此，在动态可调AC驱动系统中，观察到的颜色不仅由发光材料的本征光谱决定，还可源自时变电场与多个可及发射通道之间的时空耦合。本节的核心主题是理解这些光谱通道如何被建立、空间组织与动态寻址。

需要区分预编程光谱设计与原位动态色彩调控。具体而言，掺杂浓度、量子点尺寸、钙钛矿组分或发光体混合比例的变化主要在材料合成或器件制备过程中建立本征光谱特性与可用发射通道，而非动态调制已制备器件的发射。这些参数定义光谱基础与可及色彩空间，但本身不构成动态色彩调谐。本文用动态色彩调控特指通过电压、极性、频率、波形或占空比等工作参数在同一已制备器件内实现发射光谱的可逆且电学可编程变化。

基于此区分，将光谱设计与动态色彩调控策略组织为三个互补控制维度：（1）用于光谱预编程的发光中心工程，定义发光物种的本征电子结构与可及激发态；（2）用于空间与电学可寻址性的器件架构设计，空间编程电场分布并解耦不同发光单元的激活；（3）用于原位动态调控的驱动信号调制，时间门控载流子激发、能量转移与复合动力学。这些维度并非互斥，而是协同运作。

2.1 Emissive center engineering for spectral pre-programming

在AC驱动发光器件的统一框架内，发光中心是支配颜色生成的最基本控制单元。发光中心工程定义发光物种的电子结构与可及激发态，从而建立可用辐射通道与基线发射光谱。此类材料级工程主要在合成或制备过程中建立光谱基础，本身不构成原位动态色彩调控。根据发光中心的构建与相互作用方式，该类别中的光谱预编程方法 broadly 分为两类：单发光中心工程与多发光中心工程。

2.1.1 Single-emissive-center engineering

在单发光中心工程中，光谱预编程通过裁剪单一主导发光单元实现，而非依赖外部颜色转换介质。在AC驱动操作背景下，此类策略直接定义交变电场下可用的基本辐射通道。通过裁剪发光中心的化学组成、掺杂态或尺寸依赖的电子结构，可选择性地影响载流子激发、捕获与复合过程，从而实现发射波长的精确控制。

在经典微米级粉末AC电致发光（ACEL）系统中，发射行为主要在材料合成过程中通过将过渡金属或稀土掺杂剂引入宽禁带基质而建立，ZnS为典型平台。在高电场下，载流子被加速并通过非弹性碰撞激发局域掺杂态，使发射高度依赖于掺杂剂相关能级与跃迁路径。Yang等展示了通过精确控制ZnS中掺杂剂身份与浓度可形成多色ACEL的离散发射通道。例如，Mn掺入产生590 nm的橙色发射，源于声子辅助的自旋禁阻Mn²⁺跃迁（⁴T₁→⁶A₁）。相比之下，Cu掺杂ZnS表现出强烈的浓度依赖发射行为：在1.5 wt%掺杂水平下，场加速电子通过非弹性碰撞激发Cu²⁺中心，激活t₂–e_g跃迁，产生中心位于500 nm的绿色发射；当Cu浓度降至0.3 wt%时，主导路径转向晶场分裂、宇称允许的Cu⁺离子内跃迁（3d⁹–3d¹⁰），产生470 nm的蓝色发射。这些结果表明掺杂剂工程决定AC激发下可及的辐射路径，从而预定义所得材料/器件的本征发射光谱。

超越缺陷基系统，胶体量子点（QD）与金属卤化物钙钛矿等纳米级发光体提供了基于带间跃迁的光谱预编程替代路径。在这些系统中，发射源于带边复合，光谱位置可通过量子限域或组分控制系统性地工程化。在QD中，发射波长由尺寸依赖的量子限域决定，直接控制导带与价带之间的能量间隔。Wang等采用发射峰位于524与635 nm的绿光与红光QD，展示了其在AC激发下的本征电致发光。金属卤化物钙钛矿中通过组分工程实现了平行路径。在无机与杂化钙钛矿（如CsPbX₃）中，卤化物组分（Cl、Br、I）的变化可在可见光谱范围（468–694 nm）内系统性地进行带隙工程，同时保持八面体晶格框架的完整性。重要的是，这些带边发光体通常表现出窄发射线宽（FWHM <37 nm），可实现高度饱和的颜色。

2.1.2 Multi-emissive-center engineering

与基于单发光中心的本征光谱工程相比，多发光中心工程通过引入具有不同光谱特征的多个辐射通道，为实现宽色域与宽带白光发射提供了更通用的策略。在AC驱动下，该方法将色彩控制从本征电子结构扩展到组分间相互作用，通过不同发光体之间的空间分离或能量耦合实现额外自由度。

在空间隔离系统中，一种直接策略涉及将不同发射波长的荧光粉物理分散到聚合物弹性体等介电基质中。在这些架构中，发光颗粒被绝缘基质封装与空间分离，有效抑制颗粒间能量转移，每个发光中心独立响应交变电场，整体发射可近似为多个单色分量的线性叠加。Song等使用微米级ZnS基荧光粉（蓝、绿、橙发射）系统展示了这一概念。通过将不同组合的荧光粉共分散到PDMS基质中，所得器件保持各组分的特征发射峰。荧光粉混合比例预定义各组分的相对光谱贡献，而驱动频率的变化在工作过程中动态调制其相对发射强度，实现连续颜色变化。该策略有效扩展了单个发光体的光谱限制，在CIE 1931色度图中生成连续轨迹，显著扩展可及色域。然而，由于不同荧光粉通常表现出不同的电学响应阈值与激发效率，其发射强度在共同AC场下不同步缩放，导致颜色不稳定性与有限可控性。为克服此限制，越来越多的注意力转向通过能量转移耦合发光中心的系统，从而实现协调发射与更稳定的颜色演化。Zhang等通过将混合有机染料层沉积在ZnS基电致发光器件上开发了混合ACPEL系统。在该架构中，蓝光ZnS作为主要电致发光供体，其发射首先被黄光聚合物F8BT吸收并下移，后者作为红光染料DCJTB的敏化剂。最终发射源于ZnS的残余蓝光与有机组分的二次发射。通过调整染料相对浓度，可在制备过程中精确预编程这些发射通道之间的平衡，在不改变电驱动条件下产生从绿色到高纯度白色的发射颜色。相关概念涉及将电激发与光学颜色转换空间分离，从而解耦载流子注入与发射颜色生成。Zhu等设计了双层架构，其中底部ZnS荧光粉层被电激发产生初级发射，随后被上覆PeNC层吸收并再发射。通过隔离电致发光与光致发光过程，该配置避免了直接混合系统中常见的开启电压不匹配问题，同时保持高效稳定的颜色输出。

总体而言，多发光中心工程通过引入可控的组分间相互作用，将色彩可调性扩展到单发光体本征极限之外。根据发光中心是隔离、能量耦合还是功能解耦，可在AC激发下建立不同的能量分布与光谱演化路径。

2.2 Device architecture design for spatial and electrical addressability

虽然发光中心工程在材料层面扩展了可及色彩空间，但其有效性在单发光层配置中往往受限——多个发光体承受相同电场，AC激发下开启电压、激发效率与载流子动力学的差异导致异步激活与发射通道间串扰。为克服这些本征限制，设计策略逐渐从材料级光谱工程扩展到器件级空间工程。在此背景下，器件架构作为关键控制维度，通过定义电场空间分布与空间分离载流子激发过程，实现不同发光单元的独立或顺序激活。基于发光单元的空间排列与电学寻址方式，出现了两种代表性架构 motif：垂直堆叠结构与共面集成配置。在两种配置中，发光单元的空间分离使AC驱动下独立或顺序电学寻址成为可能，感知的混合颜色通常源于人眼的时间积分。

2.2.1 Vertically stacked architectures

垂直堆叠沿器件面外方向排列多个发光单元，使器件厚度成为颜色生成的可控维度。在该架构中，不同层间电场空间分布决定各发光单元在AC激发下如何以及何时被激活。早期垂直堆叠器件主要采用两端（2-T）串联配置，多个发光单元共享公共电学回路，选择性激活依赖于交变电压周期中电场的动态再分布。2013年，Fr?ebel等报道了首个AC驱动串联白光有机发光器件。在后续研究中，蓝光荧光单元与黄光磷光单元通过超薄金属中间层垂直集成。利用AC场的周期性极性反转与中间层对电荷注入的调制，正负半周期分别选择性激活蓝光与黄光发光单元，通过调整波形偏置或占空比，仅用两个外部电极即实现独立光谱控制。然而，OLED基系统中的此类调制策略依赖半导体层内的载流子注入与输运。相比之下，粉末ACEL系统通过高场激发工作而无载流子注入，使两端串联结构中的选择性激活更难实现。为此，Zuo等提出介电调制垂直架构，将橙光与蓝光荧光粉层串联堆叠，由于介电性质差异，有效电场在双层间不均匀分布，随着AC电压增加，场分配动态移动，导致发射从橙色向蓝色转变。为进一步解耦发光单元，后续发展引入层间连接层以部分隔离各子单元的电学响应。Zhang等使用透明氧化铟锌（IZO）中间电极开发了具有双操作模式的混合串联架构：DC驱动串联模式下两个发光单元同时激活产生高亮度白光；AC激励并联模式下交替半周期选择性激活单个单元，实现宽色域全彩发射。尽管有这些进展，中间电极通常需要真空沉积工艺，增加了制备复杂度。为此，Song等报道了全溶液处理的串联QD发光器件，在两发光单元之间引入电荷生成层，AC场极性支配各子单元中的载流子生成与注入，实现时间顺序发射而无需真空制备的中间层。为实现完全电学解耦，垂直堆叠架构进一步向具有独立可寻址子单元的多端设计演进。2021年，Gahlmann等引入半透明银纳米线（Ag-NW）中间电极构建三端器件，将堆叠结构分离为两个独立电学回路，消除层间电学串扰，实现各发光单元的独立控制。虽然多端架构提供优异的解耦与控制，但不可避免地增加器件复杂度与集成成本。因此，近期研究重新审视简化两端设计，其中发光解耦通过驱动波形的动态调制而非电路物理分离实现。例如，Hwang等展示了通过调整单回路内占空比实现连续红/绿色彩调谐的两端AC驱动堆叠OLED。类似地，Park等报道了串联QD器件，AC信号的脉宽调制（PWM）无需中间电极即可实现宽色温调谐。

2.2.2 Coplanar integrated architectures

与通过器件厚度方向电场再分布调控发射的垂直堆叠架构不同，共面集成架构通过横向分离发光单元并将电激发限制在空间定义区域来调控发射。这种面内解耦减少相邻发光单元间的串扰，使AC驱动下对其相对发射贡献的独立控制成为可能。早期共面AC电致发光器件研究开始阐明横向局域激发的可行性。Kim等报道了基于平行AC电致发光结构的有机发光板，两个面内ITO电极由有限间隙分隔。当导电物体置于SiO₂表面间隙上方时，作为浮动顶电极形成两个横向分离的发光单元，AC驱动下两单元随极性反转交替开启，产生空间局域与顺序发射。为实现颜色输出的主动电学控制，后续设计引入可在不同驱动条件下选择性激活的横向集成发光单元。2018年，Xie等开发了面内电极OLED（IPE-OLED），蓝光与黄光发光单元横向集成并通过共享顶电极电连接，AC激发下极性切换与占空比调制实现两单元的时间顺序激活，通过时间积分实现连续色彩调谐。尽管实现了动态色彩调谐，早期共面OLED受光谱不稳定性与有限机械适应性限制。后续工作通过采用顶发射配置并结合不同发光单元的雙微腔实现改进的光谱选择性与降低的色漂移。为进一步解耦发射通道，Zhao等引入三相AC驱动有机发光晶体管架构，通过引入第三电极作为独立控制端，分离激发与调制路径：两相AC信号驱动发光单元，第三相调控其相对强度，结合高密度叉指电极布局，实现颜色与亮度的独立控制。除电学控制外，共面架构还为解决材料级集成挑战提供了强大平台。Chen等报道了首个基于共面布局的AC驱动QLED，红绿发光QD单元并排布置，通过AC波形调制可连续调谐相对发射强度，实现动态色彩控制而不损害层完整性。该概念进一步扩展到 fundamentally 不同材料系统的异质集成。2022年，Weng等展示了无机-有机混合AC驱动器件，GaN基蓝光LED与有机红/绿发光层在单一平面内横向集成，利用不同子单元的极性依赖激活，AC信号在相反半周期选择性驱动无机与有机发光体。随着材料兼容性的建立，近期发展进一步探索共面架构在高密度像素集成中的潜力。Liu等提出紧凑全彩像素设计，将横向集成与频率依赖调制相结合，通过将传统三子像素RGB配置替换为简化的双单元系统，像素密度提高约50%同时简化电路复杂度。

2.3 Driving signal modulation for in-operando dynamic regulation

一旦发光中心与器件架构确定，外部驱动信号提供无需修改物理结构的直接且动态可重构的发射调控手段。在AC驱动系统中，外加电场本质地在时域中演化，极性与幅值均周期性变化，不同发射过程的相对贡献与时间响应可被选择性调制，观察到的发射颜色反映这些时间依赖辐射动力学的积分结果。驱动信号提供时域控制维度，支配电场调制如何转化为载流子激发、复合动力学并最终光谱输出。

2.3.1 Voltage distribution modulation

在AC驱动器件中，外加电压的周期性极性反转为选择性寻址不同发光单元提供了基本机制。通过在单一器件中集成正向与反向取向的发射路径，可在正负半周期分别激活不同的辐射通道，各通道的相对贡献由电压幅值在两种极性间的分配支配。当驱动频率超过人眼闪烁融合阈值时，时间分辨发射被感知为单一混合颜色。Sun等报道了并联型AC驱动有机LED，在共享电极配置下集成正向蓝光单元与反向黄光单元。在正向偏置下器件仅发射蓝光；引入反向电压并增加其幅值时，黄光发射通道逐渐激活，导致从蓝到白最终到黄的连续光谱转变。类似原理适用于更复杂内部架构的器件。Xie Wenfa课题组引入微米级图案化正/反载流子传输层，在单一双电极器件内空间集成蓝光与黄光子单元，通过调整正负半周期脉冲幅值，器件表现连续光谱演化及相应的高到低相关色温（CCT）偏移。除幅值调谐外，重新分配各极性的时间持续时间——即占空比——提供额外控制自由度。在固定电压幅值下，占空比调制决定各发光单元在完整AC周期内保持活跃的时长。与改变瞬时载流子激发强度的幅值调制不同，占空比控制直接调整发射通道的时间权重。Song等报道的全溶液处理串联QD发光器件中，反向绿光单元与正向红光单元在相反极性下选择性激活，通过引入PWM，可在保持电压幅值恒定的情况下通过改变正向偏置占空比来调谐两单元的相对发射持续时间，占空比从0%增至100%时红光发射逐渐增强，实现从绿到红的平滑过渡。

2.3.2 Frequency modulation

与主要调整发射通道瞬时强度与时间权重的电压调制不同，频率调制支配载流子动力学在每个AC周期内可演化的时间尺度。由于外加场周期性反转，每个半周期的持续时间定义了激发、输运与复合过程的有效时间窗口。AC驱动器件中与发射相关的过程（如激子能量转移、长程载流子迁移与界面电荷积累）本质上关联于不同的特征时间常数。在低驱动频率下，AC周期足够长，即使相对缓慢的过程也可充分进行并主导发射。随着频率增加，该时间窗口逐渐压缩，抑制慢过程而有利于更快的激发与复合路径。在此意义上，频率调制可视为时域滤波机制，外部电场根据发射通道的响应时间选择性放大之。在单发光层多组分系统中，该时间滤波效应最清晰地表现在激子能量转移动力学中。Kim等报道了由高能主体基质掺杂低能红光发光体（PtOEP）组成的AC驱动有机发光电容器。在低频下，激子有足够时间进行 downhill 能量转移并在红光掺杂剂上辐射复合，产生红光主导发射。然而随着频率增加，每周期可用时间减少而激子生成速率上升，由于红光发光体浓度低且辐射寿命相对较长，其激子处理能力迅速饱和，过量激子因此在高能主体内复合，导致光谱向黄、绿或蓝发射连续偏移。当发光单元空间分离时，频率调制进一步重塑载流子复合的空间分布。Zhao等构建了由绿光与红光QD层组成的AC驱动双层器件，由于空穴迁移率低于电子，载流子输运表现出显著时间依赖性。在低频下，延长的周期持续时间允许空穴穿越更大距离，导致宽复合区与红-绿混合发射。随着频率增加，缩短的半周期限制空穴迁移，使复合区收缩并向空穴注入界面附近区域移动，这种空间再分布增强绿光发射层的贡献并驱动光谱向绿色连续偏移。除对微观载流子输运的影响外，频率调制还可利用不同发光子结构间宏观电阻抗差异来改变发射层的激活顺序。Liu等开发了包含电荷缓冲层的双层非注入AC驱动器件，阻抗分析表明底部绿光发光子结构具有比顶部红光对应物更大的有效电容。由于该阻抗对比，器件表现出可逆的频率依赖颜色演化，从单色绿变为混合黄橙最终变为单色红。

2.4 Comparative assessment of color-regulation strategies

从比较视角看，三种策略为光谱设计与动态色彩调控提供不同且互补的路径，各有特征性优势与局限。发光中心工程直接定义本征光谱特性与可用发射通道，从而建立器件的光谱基础与可及色彩空间，然而这些材料参数主要在合成或制备过程中固定，发光中心工程本身通常定义可用光谱基础而非提供直接的原位动态色彩调控。器件架构设计空间组织发光单元并建立其电学可寻址性，促进不同发射通道的选择性或独立激活，其主要局限在于更大的电学解耦与可寻址性可能需要额外功能层、电极或端子，增加制备与集成复杂度。驱动信号调制则提供直接的原位控制，可在不改变制备定义的材料组成或器件架构的情况下实现可逆连续色彩调控，然而其调谐范围仍受制备过程中建立的可用发射通道及其可寻址性限制，且在某些调制方案中色度变化仍与亮度变化耦合。因此，这些策略应视为互补而非竞争的方法。

3 FRONTIER APPLICATIONS

随着发光中心、器件架构与驱动策略的快速发展，AC驱动色彩可调发光器件已从概念验证演示走向实际实施。与传统DC驱动系统不同，选定的AC驱动平台可在单一平台内结合相对简单的器件配置、机械柔性与动态光谱可调性。更重要的是，其操作利用能级、空间激发与时间调制的耦合控制，实现传统照明与显示技术难以达到的功能。本节重点介绍AC驱动色彩可调器件在四个关键领域的新兴应用：智能环境照明、柔性信息显示、动态交互传感与光学防伪。

3.1 Intelligent ambient lighting

传统智能照明系统通常依赖空间分离的多色发光体（如RGB或暖冷LED芯片）进行光谱混合，此类配置需要复杂的光学管理与驱动电路，且易因各组件差异老化导致长期色漂移。相比之下，AC驱动色彩可调器件可在单片集成器件架构内实现连续光谱调控，发射颜色直接由外部电信号控制而无需多芯片集成。智能环境照明的核心需求是在紧凑器件平台内产生可调白光。Sun等展示了能够在单一集成器件内产生蓝、白、黄发射的AC驱动正向-反向OLED，在50 Hz AC操作下，交替的蓝光与黄光发射被人眼时间积分生成白光，器件可进一步结合散射结构产生空间均匀照明。另一个重要方向是自适应CCT调控。Weng等展示了具有广泛可调白光输出的无机-有机混合AC驱动光源，通过调控AC驱动条件，器件实现3668–11833 K的宽CCT范围，涵盖暖白、标准白与冷白区间， duty-ratio调制进一步提供对CCT与显色性能的控制，最大Ra达92.4%。除白光调谐外，简化多色照明对下一代环境照明系统也具有吸引力。Chen等开发了基于平面架构的pAC-QLED平台，具有横向排列电极与两个面内发光单元，首先实现高色纯度单色红、绿、蓝器件，随后通过串联堆叠R/G/B QD层扩展为白光pAC-QLED，通过并联排列R/G层扩展为双色pAC-QLED。

3.2 Flexible information displays

若干AC驱动发光平台在采用机械柔顺材料与器件架构实施时，非常适合柔性与可拉伸显示应用。2024年，Liu等报道了基于弹性聚合物基底与可变形电极的全彩可拉伸电致发光器件，器件表现出显著的机械鲁棒性，可承受高达400%的应变同时覆盖66%的NTSC色域，在反复弯曲、扭曲与拉伸下保持稳定的多色发射。从制造角度看，可扩展低成本制备对实际部署至关重要。Ma等开发了基于全丝网印刷的策略，在PET、纸与棉等柔性基底上制备多种AC电致发光器件，包括顶发射、底发射、双发射与共面配置，通过消除对刚性透明电极与真空处理的需求显著简化器件制备，所得器件在机械变形下保持稳定发射，并可与无线模块及分段电极阵列集成实现柔性平台上数字信息的实时显示。

3.3 Dynamic interactive sensing

动态交互传感是AC驱动发光器件最独特的优势之一：其对外部电场分布、机械变形与环境阻抗变化的固有敏感性。除作为被动光源外，这些系统可直接将声学、机械与生理信号等外部刺激转导为具有可调颜色与强度的实时光学输出。Seung-Ju Oh等报道的可拉伸电致发光声音显示器作为交互式双模致动器，将AC输入直接转导为同步光学与声学发射。驱动频率本身作为电致发光过程的动态调制器，通过将激发频率从60 Hz扫至25 kHz，发射分布从绿连续调谐至蓝，同时平台产生声压级达73.67 dB的声波，维持319 cd m^?2的峰值亮度，即使在高达200%应变的严重机械变形下仍保持优异的机电稳定性。除同步视听致动外，AC驱动系统还可作为动态生理反馈的视觉响应界面。Chun等基于PeZS复合平台开发了能实时用户交互的全彩可拉伸电致发光器件，系统结合高达400%的可拉伸性与超过200 cd m^?2的亮度，紧密贴合人体皮肤，通过将温度传感器与多色PeACEL显示及关联控制电子集成，温度变化可转化为颜色编码的视觉反馈。

3.4 Advanced optical anti-counterfeiting

AC驱动发光器件对电驱动条件与环境阻抗的强依赖性为高级光学防伪与信息加密提供了强大基础。与信息仅编码于空间分布的传统静态发光图案不同，AC驱动系统实现动态多维编码，信息嵌入对电学、光学与环境刺激的耦合响应中。Lee等报道了基于协同电光调制的色彩可调器件，将电致发光（EL）与光致发光（PL）结合实现刺激依赖的信息读取。仅在AC激发下仅产生EL，编码图案的发射颜色与背景密切匹配，使信息有效不可见；暴露于紫外光照时PL被激活，观察到的发射变为EL与PL的叠加，立即以强烈色对比揭示隐藏图案。此外，EL分量可通过AC驱动频率调谐，进而调制UV激发下的最终EPL发射。另一种策略利用环境阻抗作为信息激活触发器。Yang等开发了具有非对称共面电极的AC驱动器件，编码图案嵌入底部电极并隐藏在发光层下方。干燥条件下高局部阻抗阻止电场达到发射阈值，在环境或UV光照下均无可见信号产生；引入水分时，水分作为导电桥降低局部阻抗并增强有效电场，从而激活电致发光揭示隐藏图案，此外揭示图案的发射颜色可通过调整AC驱动频率连续调谐。

4 CONCLUSIONS AND OUTLOOK

本文全面综述了AC驱动发光器件中色彩调控的最新进展，涵盖发光中心工程、器件架构设计与驱动信号调制。这三个维度——发光态能学、空间组织与时域驱动——共同定义理解交变电场下发射颜色如何动态调控的统一框架。尽管该分类有助于合理化多样设计策略，但需注意在实际器件中这些机制本质耦合、协同运作以决定最终发射行为。尽管进展迅速，该领域仍处于从概念验证演示向鲁棒可扩展技术的过渡阶段。

从材料角度看，在AC操作下实现高色纯度需要具有本征窄发射线宽与稳定激发态动力学的发光体。胶体QD与金属卤化物钙钛矿是最有前景的候选者之一，但其广泛使用受限于对Cd与Pb等有毒重金属的依赖。未来努力应优先开发环境友好替代品，如InP基QD、掺杂ZnS系统、碳/硅纳米材料与无铅钙钛矿，同时解决其当前局限性包括高缺陷密度与低效电荷利用。

在器件层面，许多AC驱动系统仍受低亮度、高工作电压与有限效率困扰，尤其是在涉及多发光单元或光学微腔的复杂架构中。这些限制源于光学与电学过程的耦合本质。在光学方面，通过高透明电极与优化微腔定位改善光提取可显著增强发射效率；在电学方面，载流子注入、输运与界面电荷积累的精确调控仍至关重要。

从系统层面看，许多报道的AC驱动发光器件在电压、频率或波形上与标准市电不直接兼容，因此通常需要专用高压放大器、逆变器或波形发生器。对于电容主导的AC驱动器件，相移电流可降低功率因数并增加驱动电子的视在功率需求。高场高频操作下的介电损耗可能额外导致器件发热。高压、高频或快速切换波形还可能引入电磁干扰问题，而升高的工作电压对绝缘、漏电流控制与电隔离提出更严格要求，尤其对于可穿戴或人机交互应用。此外，高电场下反复极性反转可对介电层与界面施加双极电应力，可能根据材料系统与器件架构导致电荷捕获、介电老化或界面退化。

更根本的挑战在于色彩调控的有限精度。在许多当前系统中，颜色变化被动跟随交变电场变化而非主动编程。由于相同驱动参数往往同时支配不同发射通道的相对贡献与整体发射强度，色度与亮度 frequently 本质耦合，难以在色彩调谐期间保持恒定亮度。打破这种耦合代表未来研究的关键方向，潜在解决方案包括空间分离发射通道的非对称器件架构以及独立控制时间发射权重与强度的智能驱动波形。

器件稳定性与操作寿命仍是主要瓶颈。与单色发光体相比，色彩可调系统在更宽的电学条件下工作，导致更复杂的电激发、电荷输运与复合动力学，可能引起局部电荷失衡、界面退化与增强的非辐射损耗。解决这些问题需要开发高性能传输与功能材料、低缺陷界面与鲁棒封装策略。

超越材料与器件优化，AC驱动发光器件的未来在于从离散光源向集成光电子系统过渡。由于其动态多维发射控制的固有能力，这些器件独特地定位于实现超越传统照明与显示技术的功能。一个特别有前景的方向是显示与通信的集成，通过将高频电调制与动态色彩调谐结合，AC驱动器件可能在单一平台内实现可见光通信与色彩可调发射的集成。在生物医学与农业领域，动态裁剪光谱输出的能力为靶向光调控提供了机遇，AC驱动器件凭借其连续可编程色彩可调性，可作为健康导向照明、精准农业与畜牧业的自适应光源。更广泛地，AC驱动发光器件的演进指向光生成与利用方式的范式转变：这些系统可被工程化为集成视觉输出、信息处理与环境交互的可编程平台，而非静态发光体。未来研究应强调系统级集成，其中材料设计、器件架构与信号工程协同优化以解锁新功能。