基于激基复合物的超高效稳定白光器件及界面机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61875144
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Organic light-emitting diodes (OLEDs) based on exciplex hosts or emitters have aroused much attention recently due to their superior electroluminescence performance. Our preliminary results unveil that OLEDs based on exciplex-forming co-host showed remarkable charge transport properties, lower driving voltage and much higher device efficiency than those of using conventional host materials. Benefiting from the intermolecular donor-acceptor (D-A) construction and sufficiently small singlet-triplet (S1-T1) splitting ΔEST (< 0.1 eV) in the exciplex system, the exciplex based OLEDs exhibit thermally activated delayed fluorescent (TADF) characteristics which would result in an internal quantum efficiency of 100%. However, their working mechanisms are still unclear and rarely reported. In this project, we will deeply investigate the mechanisms of exciplex-based OLEDs and then make use of these findings to design more D-A pairs with the ultimate targets to achieve high-efficiency and color-stable white OLEDs with a power efficiency of greater than 100 lm/W, C.I.E. (x,y) of (0.35-0.40, 0.38-0.43) and extremely reduced efficiency roll-off of less than15% when the brightness is increased from 100 to 5000 cd/m2. With further optimization of the device structures, we will also explore highly stable exciplex-based white OLEDs with a T50 lifetime of longer than 2500 hours (at an initial luminance of 1000 cd/m2).
近年来,使用激基复合物作为主体或者发光体引起了OLED领域专家们的关注,掀起了一阵研究的热潮。据我们调查研究表明,基于激基复合物主体的OLED器件可以获得比传统主体更好的器件性能,他具有优秀的空穴传输能力和电子传输能力,可以拥有超低的工作电压,达到节约能源的效果。在拥有超低电压的同时,它能够依旧保持、甚至达到更高的器件效率。与传统主体相比,激基复合物主体作为新型的OLED器件结构,本身就具备了热激活延迟荧光的效应,可以有效的同时利用单线态激子与三线态激子,实现100%的内量子效率。本项目将致力于深入探究激基复合物形成的机理与条件,进一步设计和选择优秀的激基复合物组合,制备出功效超过100 lm/W的白光器件。同时,对激基复合物做主体的器件结构进行优化和改进,力求控制单色光的器件效率滚降在10%以内(亮度从100 cd/m2-5000 cd/m2),提高基于激基复合物的OLED器件的效率。

结项摘要

本项目首先设计并优化了两种新型激基复合物组合:Trz-PhCz:B4PyMPM和mCBP:B4PyMPM,对比传统激基复合物,在开启电压、功效、稳定性等多个方面,这两者均体现出优秀的性能,在探索过程中,我们获得了大量激基复合物机理,可用于指导高效激基复合物主体设计与应用。我们首先制备了蓝、绿、黄、橙和红光等单色光OLED,器件EQE分别达到了26.3%,25.0%,30.7%,32.5%和26.2%,器件开启电压均在2.2-2.5 V之间,验证了理论的可行性。基于此,我们以双发光层结构制备了WOLED,通过调控发光层之间的间隔层探索了发光单元之间的能量传递机制,最终获得了36.9%的最大EQE、137.4 lm/W的最大PE,且器件的滚降仅5.4%(@1000 cd/m2),展现出超高的稳定性。随后,我们配合叠层结构、自主研发的内外光提取手段、封装技术,在大面积(10*10 cm2)的基板上获得了足够满足照明需要的器件,拥有高达126.2%的EQE和150.7 lm/W的PE,器件T50寿命高达12,600小时(@15,000 cd/m2)。同样结构的小型器件,功效为173.7 lm/W(@1000 cd/m2),滚降小于15%,C.I.E.坐标(0.36,0.43),显色指数88。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Management of Exciton for Highly-Efficient Hybrid White Organic Light-Emitting Diodes with a Non-Doped Blue Emissive Layer
具有非掺杂蓝色发射层的高效混合白色有机发光二极管的激子管理
  • DOI:
    10.3390/molecules24224046
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    MOLECULES
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Luo, Wei;Chen, Xing;Fung, Man-Keung
  • 通讯作者:
    Fung, Man-Keung
Dimers with thermally activated delayed fluorescence (TADF) emission in non-doped device
非掺杂器件中具有热激活延迟荧光 (TADF) 发射的二聚体
  • DOI:
    10.1039/d1tc00428j
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xing Chen;Aziz Khan;Sheng-Nan Zou;Yun Li;Qi-Sheng Tian;Cheng Zhong;Man-Keung Fung;Zuo-Quan Jiang;Liang-Sheng Liao
  • 通讯作者:
    Liang-Sheng Liao
Rational arrangement of multiple exciplex hosts for highly efficient white organic light-emitting diodes
合理排列多个激基复合物主体制备高效白光有机发光二极管
  • DOI:
    10.1039/d1tc02934g
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Shuang-Qiao Sun;Han Liu;Dan-Dan Feng;Chen-Chao Huang;Tong-Tong Wang;Wei He;Yi-Jie Zhang;Wei Luo;Qi Sun;Man-Keung Fung
  • 通讯作者:
    Man-Keung Fung
Efficient red organic LEDs via the combination of an exciplex host and micro-cavity
通过激基复合物主体和微腔的组合实现高效红色有机 LED
  • DOI:
    10.1039/d2qm00203e
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Mater. Chem. Front.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiao-Yang Li;Ya-Kun Wang;Jun-Gui Zhou;Wei He;Xiao-Hao Dong;Chuan Zhang;Xiao-Bo Shi;Liang-Sheng Liao;Man-Keung Fung
  • 通讯作者:
    Man-Keung Fung
Highly efficient and concentration-insensitive OLEDs based on alkyl sterically modified red homoleptic phenylphthalazine iridium complexes
基于烷基空间修饰的红色均配苯基酞嗪铱络合物的高效且浓度不敏感的OLED
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2022.110751
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zheng-Yu Tao;Ze-Hui Pan;Ying-Jie Wang;Tian-Ling Fu;Hui-Hui Xu;Qian-Feng Zhang;Bi-Hai Tong;Man-Keung Fung;Yong-Pan Tian
  • 通讯作者:
    Yong-Pan Tian

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其他文献

辅助配体对噌啉类铱配合物光电性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    无机化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘淼;李思华;程茂玲;胡媛媛;时鹏;徐靖宇;童碧海;冯敏强;张千峰
  • 通讯作者:
    张千峰

其他文献

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冯敏强的其他基金

智能透明有机白光照明器件
  • 批准号:
    61475106
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    82.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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