印刷银纳米线柔性透明电极及其可拉伸OLED器件关键问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774088
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Silver nanowires (AgNWs) have recently attracted a lot of attention for potential applications as transparent electrodes in flexible wearable organic light-emitting devices (OLEDs) since their excellent photoelectrical properties and mechanical flexibility. However, several challenged issues must be addressed in the development of AgNW transparent electrodes and their stretchable OLEDs. (1) New low-cost, large area manufacture technologies need to be developed for the fabrication of patterned AgNW transparent electrodes. (2) The as-formed AgNW network electrode would exhibit poor conductive performance because of relative large nanowire cross junction resistance. (3) Stretchable OLED often shows low luminous efficiency due to lack of light out-coupling structure. This project addresses these important technology challenges through screen-printing large area patterned AgNW transparent electrode on glass substrate and microwave welding AgNWs to reduce the nanowire cross junction resistance. The AgNW transparent electrode would be transferred to the elastomeric polymer overcoat when it is peeled off the glass substrate. Furthermore, the metal oxide nanoparticles with high refractive index would be doped into the elastomeric polymer for increasing the refractive index of elastomeric polymer substrate and thus eliminating the total internal reflection at the organic/substrate interface. The quasiperiodic nanolens array would be fabricated on the surface of elastomeric polymer substrate by soft nanoimprinting technology to extract photons trapped within the substrate. Light out-coupling structures would be integrated into the electrode substrate to enhance light extraction efficiency of stretchable OLEDs. The mechanical failure mechanism of stretchable OLEDs would be explored through bending and stretching tests. The successful project implementation will offer important theoretical and practical foundations for development of large area patterned transparent electrodes and high performance stretchable organic optoelectronic devices.
银纳米线具有优异的光电特性和机械柔韧性,成为发展柔性可穿戴OLED器件最受瞩目的电极材料之一,但银纳米线透明电极及其可拉伸OLED器件发展面临的几个共性关键问题亟待解决:大面积制备图案化电极困难;银纳米线间接触电阻大;可拉伸OLED器件光输出效率低。本项目拟采用丝网印刷制备大面积图案化的银纳米线透明电极,利用微波焊接电极降低银纳米线间的接触电阻,通过剥离技术实现银纳米线嵌入弹性聚合物衬底表面的可拉伸透明电极。同时在聚合物衬底材料中掺杂高折射率的金属氧化合物纳米粒子,调控衬底折射率与有机层相匹配,消除波导模式光损失;在衬底表面压印准周期结构的微透镜阵列,抑制衬底模式光损失,将光耦合输出结构集成到电极衬底上,实现可拉伸OLED器件的光输出效率增强。通过器件的弯折和拉伸研究,初步探明可拉伸OLED器件的机械失效机理。项目的研究将为大面积透明电极及高性能可拉伸有机光电子器件的发展奠定重要的基础。

结项摘要

银纳米线具有优异的光电特性和机械柔韧性,成为发展柔性可穿戴有机电致发光器件(OLED)最受瞩目的电极材料之一。针对银纳米线透明电极大面积图案化制备困难、纳米线间接触电阻大,可拉伸OLED器件光输出效率低等问题,本项目围绕丝网印刷银纳米线透明电极及其微波焊接,弹性聚合物衬底光耦合输出结构集成,可拉伸OLED器件制备及其力学性能进行深入系统的研究。主要研究结果包括:(1)采用不含氟的表面活性剂调制出优异的银纳米线丝网印刷油墨,通过优化网板的目数,丝网印刷的角度和速度,结合油墨的优化,在柔性基底上印刷出不同图案的低方阻、高透过率和图案边界清晰的柔性透明电极;(2)采用钼酸铵、天然蜂胶等材料修饰银纳米线透明电极,研制的复合透明电极表面粗糙度为6.2 nm,方阻和透光率为15 Ω/sq和93%,并具有优异的机械弯折稳定性、热稳定性、抗湿和抗酸稳定性,其柔性白光OLED器件效率为56.6 cd/A;(3)通过在聚合物衬底中掺杂TiO2光散射纳米粒子和衬底表面压印非周期微纳透镜阵列,将光耦合输出结构集成到柔性透明电极衬底,抑制衬底和波导模式光损失,制备出效率为148 cd/A的柔性白光OLED器件,EQE达到46.1%;(4)系统研究了柔性透明电极和OLED器件的弯折稳定性,透明电极10000次弯折后方阻几乎无变化,器件在2000次弯折后亮度和效率的衰减小于10%,并初步探明了影响柔性可拉伸OLED器件机械稳定性的关键因素。本项目所研制的柔性透明电极可应用于OLED、触摸屏、电容器、传感器、电子皮肤、太阳能电池等领域,尤其是银纳米线/生物材料复合透明电极可进一步采用roll-to-roll技术大面积制备,有望获得产业化应用。我们提出的柔性透明电极与衬底光耦合输出结构集成策略已实现高效率的柔性OLED器件应用,该设计策略和实践经验可为高效柔性OLED器件的产业发展提供重要指引与参考。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Improving the out-coupling efficiency of polymer light-emitting diodes with soft nanoimprinted random corrugated structures
提高具有软纳米压印随机波纹结构的聚合物发光二极管的输出耦合效率
  • DOI:
    10.1063/1.5134517
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Liu Mengjiao;Wang Yuzhu;Wang Jiong;Qin Yue;Liu Chenyang;Chen Yuehua;Deng Lingling;Li Ruiqing;Zhang Xinwen;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei
Highly efficient solution-processed red phosphorescent organic light-emitting diodes employing an interface exciplex host
采用界面激基复合物主体的高效溶液加工红色磷光有机发光二极管
  • DOI:
    10.1039/d0tc00893a
  • 发表时间:
    2020-08-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Wang, Jiong;Zhang, Xiaolin;Huang, Wei
  • 通讯作者:
    Huang, Wei
Facile brush-coated β-phase poly(9,9-dioctylfluorene) films for efficient and stable pure-blue polymer light-emitting diodes
简便的刷涂β相聚(9,9-二辛基芴)薄膜,用于高效稳定的纯蓝色聚合物发光二极管
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2019.105380
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Organic Electronics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhang Xinwen;Xu Y.;Fan Lixiang;Zhang Xiaoliang;Qin Yue;Chen Yuehua;Wang J.;Yu Mengna;Lai Wen-Yong;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei
Multifunctional iridium dendrimers containing peripheral carbazole/arylamine unit and/or phosphine oxide group for solution-processed electrophosphorescence
用于溶液处理电致磷光的含有外围咔唑/芳胺单元和/或氧化膦基团的多功能铱树枝状聚合物
  • DOI:
    10.1016/j.synthmet.2020.116665
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Synthetic Metals
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Wanyun Zhang;Yi Zhang;Ling Lu;Siyu Zhao;Xinwen Zhang;Qinghua Zhao
  • 通讯作者:
    Qinghua Zhao
Enhancing the light out-coupling efficiency of organic light-emitting devices with random corrugated structures
提高具有随机波纹结构的有机发光器件的光输出耦合效率
  • DOI:
    10.1016/j.tsf.2021.138791
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Thin Solid Films
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Wang Yuzhu;Liu Mengjiao;Wang Jiong;Zhang Yaqi;Qin Yue;Lu Yanan;Chen Yuehua;Zhang Xinwen;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei

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  • 通讯作者:
    侯洵
有机/有机界面污染对有机电致发光器件稳定性的影响(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张新稳;吴朝新
  • 通讯作者:
    吴朝新

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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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