湿法银纳米线-聚合物-纳米颗粒复合透明导电薄膜对柔性有机电致发光器件的光提取作用的研究

As the interface of the wearable devices for the next generation, flexible organic light-emitting diodes (FOLEDs) have the important position in this area. The flexible transparent conductive substrate (FTCS) is one of the limited factors for the commercialization of FOLED and is a scientific problem need to solve urgently. It is important to use the polymer-nanomaterials composite transparent conductive substrate to increase the efficiency of FOLED. For the low light extraction efficiency of FTCS and understanding of nanomaterials for light extraction mechanism, we develop the theories of optimization for FTCS through dispersion of nanomaterials and simulation of light extraction process to increase the efficiency of FOLED. In this project, three aspects are mainly focused on:.1..To investigate the mechanism of light extraction effect for silver nanowires-polymer-nanoparticles composite FTCS based on the characteristics of different nanoparticles;.2..To optimize the parameters of FTCS for best light extraction efficiency based on Finite Difference Time Domain simulation;.3..To study the effect of inject, transport and recombination of charge carrier for optimized flexible transparent conductive film and to guide the high efficiency FOLED design theoretically.

柔性有机电致发光器件（FOLED）作为下一代可穿戴式设备的人机交互界面具有无法替代的作用，而柔性透明导电基板作为其中重要的组成部分可以进一步提高FOLED的发光效率。针对目前柔性透明导电基板光提取效率不高，纳米复合材料光提取机理不够清楚的问题，本项目拟从纳米材料的改性分散，光提取过程的模拟仿真和柔性透明导电薄膜的特性优化等方面开展理论基础研究，揭示纳米材料的光提取机理，探讨柔性透明导电基板光提取效率提高的方法，实现高效率FOLED，包括：1、研究纳米颗粒的特性对柔性银纳米线-聚合物-纳米颗粒复合透明导电基板的光提取机理的影响；2、使用有限元时域差分的方法模拟仿真纳米颗粒达到最佳光提取效果的最优化参数；3、研究最优化柔性透明导电薄膜对FOLED中载流子注入、传输和复合的影响，为高效率FOLED的设计提供充分的理论指导。

本项目掌握了大面积制备银纳米线-聚合物柔性透明导电薄膜溶液加工的方法，研究了柔性银纳米线-聚合物-纳米颗粒复合透明导电基板的光提取机理以及纳米颗粒的光电特性对光提取作用的影响；采用有限元时域差分的方法模拟仿真纳米颗粒达到最佳光提取效果，优化了纳米颗粒形态及掺入比例；利用掺杂的无机纳米颗粒光散射作用作为光提取组件，制备了高性能的红-绿-蓝-白四色柔性有机电致发光器件并验证实际效果，发光器件的发光亮度和发光效率分别提高了2.3倍和2.6倍，发光效率超过130lm/W。.通过本项目研究，揭示了高分子材料-无机纳米颗粒-金属纳米线之间的多功能复合的机理，查明了在功能材料中各个组分之间的相互作用，证实了纳米颗粒的表面等离子效应对光发射以及传播的增强作用。取得的理论成果有助于提升有机光电器件性能，对实现高效、大面积光电器件制备具有一定指导作用。.通过进一步研究，我们掌握了银纳米线溶液的合成，浆料的配方和柔性透明导电薄膜的规模化印刷的全套技术。柔性银纳米线复合基板已经成功实现了在可拉伸太阳能电池，柔性触摸屏、可穿戴柔性压力传感器、气体传感器方面的应用。其中柔性触摸屏已经成功实现在手机和平板电脑等产品上应用，为京东方科技集团和江苏利通光电科技有限公司创造上亿产值。孵化了两个创新创业团队，并在第五届中国创新创业大赛先进制造行业和电子信息行业中取得了全国第三名。.本项目以共发表SCI收录期刊15篇（项目负责人为第一作者/通讯作者），出版专著2部；获得授权发明专利8项；参加国内、国际学术会议30余人次，作邀请报告7次；共计培养研究生11人，超额完成了预期研究目标。