课题基金 / 基金详情

高效稳定的单层聚合物发光二极管

批准号:
52103207
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
牛泉
依托单位:
学科分类:
光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛泉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
有机发光二极管(OLED)作为主流显示技术已在全球范围内得到广泛应用。然而OLED产业面临器件制备成本高昂、难以大面积成型且稳定性较低等迫切问题。这些问题反应到基础科学问题上是人们对有机半导体内制约电荷传输、器件效率与稳定性的关键物理机制尚缺乏充分理解。陷阱效应是导致有机半导体内电荷传输不平衡与器件内量子效率耗损的关键物理过程。同时我们近期研究证实空穴陷阱形成造成了聚合物发光二极管的老化现象。因此,本项目拟从分子设计出发,通过合成具有不同共轭程度的聚合物发光体系,结合相应器件的电学表征与器件模拟,探索有机半导体内电荷陷阱本质与器件统一老化机制。在此基础上,设计具有高效电荷传输且兼具高发光效率与高稳定性的聚合物发光体系,以单层聚合物半导体实现溶液加工高效稳定的发光二极管。
英文摘要
Organic light-emitting diodes (OLEDs) have already been commercially used and become the main-stream display technology nowadays. However, to realize low-cost and large scale OLED displays with enhanced stability is still a big challenge. The reason is that the key process which limits the charge transport, efficiency and stability of the OLEDs is still not well understood. It is known that trapping effect leads to imbalanced hole and electron transport in organic semiconductors and efficiency loss in organic LEDs. Our recent research has demonstrated the degradation of polymer LEDs is attributed to hole trap formation. Therefore, in this proposed project we will systematically investigate the origin of traps and the unified degradation mechanism of organic LEDs based on a series of semiconducting polymers with different conjugation. By eliminating trapping effect and suppressing trap formation, a solution-processable stable and efficient single-layer LED based on polymeric semiconductor will be realized.
有机发光二极管(OLED)作为主流显示技术,已在全球范围内得到广泛应用。然而,OLED产业面临着器件制备成本高、难以大面积成型以及稳定性较低等一系列迫切问题。这些问题反应到基础科学问题上是对有机半导体内制约电荷传输、器件效率与稳定性的关键物理机制尚缺乏充分理解。前期研究发现,陷阱效应是导致有机半导体内电荷传输不平衡与器件量子效率耗损的关键因素,同时也是导致聚合物发光二极管稳定性较低的关键原因。为了探索陷阱抑制效应的普遍性规律,从本质上降低器件效率损耗,提升效率和稳定性,本项目从陷阱抑制的微观机制入手,利用三维蒙特卡洛模型,从分子尺度探索陷阱稀释(陷阱抑制)效应与无序有机半导体分子材料本征参量之间的定量关系,证实了陷阱抑制效应的普适性。进一步设计并合成了一系列小分子和聚合物发光半导体,研究了不同惰性主体掺杂中,掺杂对电荷与能量转移过程的影响,以及非辐射损失的抑制规律。其中,基于四苯基硅烷打断共轭、咔唑基团调节发光单元间隔的蓝光聚合物,在无主体掺杂情况下实现了单组分聚合薄膜近100%的内量子效率,显著提高了器件性能。此外,我们进一步探讨了复合体系中高内量子效率客体材料的电荷传输机制与老化机理,发现能量无序半导体体系中的电荷传输与稳定性机制具有统一性,为实现长效稳定的高效器件提供了新的理论依据。本研究通过深入探讨陷阱抑制机制、电荷传输与能量转移规律,为高效、稳定的单层聚合物发光二极管的设计与实现提供了有效理论支撑和技术指导,为下一代低成本新型显示材料与器件的产业化奠定了坚实基础。
具有深HOMO能级的空穴传输材料的合成以及在量子点发光二极管中的应用
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    牛泉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金