973项目申报书——2026CB623600-有机#高分子平板显示材料的基础研究.docVIP

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项目名称：

有机/高分子平板显示材料的基础研究

首席科学家：

王利祥中国科学院长春应用化学研究所

起止年限：

2025.1至2025.8

依托部门：

中国科学院

一、研究内容

（一）拟解决的关键科学问题

高发光效率、高迁移率有机显示材料的结构设计与合成方法

有机/高分子显示材料的分子结构、能带结构、电子结构是决定有机/高分子显示材料发光颜色（红色、绿色、蓝色和白色）和发光效率（溶液态和薄膜态荧光量子效率）以及载流子迁移率（空穴迁移率和电子迁移率）的关键因素。有机半导体材料的结构规整性、立构规整性、结构形状（棒状、盘状和球状）和聚集结构是决定场效应迁移率和晶体管器件整流特性的关键因素。抑制结构缺陷、制备结构明确的有机显示材料和分子量与分子量分布可控的高分子显示材料以及无催化剂残渣的高纯材料，迫切需要突破传统Suzuki、Yamomoto、Stille、Ullmann等经典缩合聚合反应，发展有机/高分子显示材料合成方法。因此，研究有机显示材料的分子设计、结构设计和合成方法，对于发展高性能（高发光效率和高迁移率）有机显示材料具有重要的学术意义。

2、有机显示材料激发态特性、载流子传输行为的物理机制与表征方法

有机显示器件的工作原理描述基本沿用无机半导体显示器件的物理机制，即经过载流子的注入、传输、复合、衰减等物理过程，但有机/高分子的激发、传输实际上是分子行为，与无机半导体完全不同。单线态激子的形成过程、形成几率和单线态与三线态激子的转换过程与转换机制与有机/高分子的激发态特性、激子寿命等密切相关。载流子注入、传输与复合不仅依赖于有机/高分子的电子结构，而且更依赖于有机/高分子薄膜中的分子堆积方式、凝聚态结构。因此，深刻认识有机显示材料的激发态本质、载流子的输运行为等物理机制，建立表征稳态过程和瞬态过程的光物理方法，揭示这些物理过程与分子结构、电子结构、凝聚态结构之间的关联，无论对指导有机显示材料的分子设计，还是对有机光电薄膜的凝聚态调控、器件结构设计与性能优化以及认识有机显示器件的工作原理均起着至关重要的作用。

3．大面积、高有序有机薄膜的均匀制备与凝聚态调控

大尺寸有机/高分子显示器件的组装需要解决大面积有机/高分子薄膜的均匀制备问题，而高质量、高有序有机/高分子薄膜的制备需要有机/高分子显示材料定向生长和有序聚集。有机/高分子薄膜微结构直接影响其光电性能、传输性能及器件性能，通过化学和物理诱导手段调控有机/高分子薄膜的微结构，发展形态可控、相态可调的大面积、高有序、无缺陷、具有优良形态和相态稳定性的有机/高分子光电薄膜，无疑是制备高性能有机显示器件的重要基础。有机/高分子单元显示器件和集成显示器件的组装均涉及各类同质界面和异质界面，例如：有机与有机界面、有机与无机界面、有机与金属界面及有机/无机/金属三者交汇等各种界面形式，直接影响载流子的注入、传输、复合与辐射等关键物理过程。因此，开展高质量、大面积、高有序有机/高分子薄膜的均匀制备，研究形态结构、相态结构、晶态结构、界面结构、界面组成和界面尺寸等凝聚态结构和表面界面特性对发展高性能显示器件无疑是必须解决的关键科学问题。

4、单元显示器件与集成显示器件的组装工艺与综合性能优化

彩色显示器件、白色显示器件和柔性显示器件的单元器件组装与制备需要设计不同的器件结构，例如多层器件结构、叠层器件结构、微腔器件结构、面发射器件结构等，集成显示器件的制备需要协同设计OTFT与OLED/PLED的器件结构。此外，无论是单元器件还是集成器件组装，均需要发展蒸镀工艺路线（基于蒸镀型三基色有机发光材料）和打印工艺路线（基于溶液加工型有机/高分子发光材料）。实现低成本加工需要发展全印刷、喷墨打印等组装技术，实现“单元器件”和“集成器件”性能优化需要发展新型掺杂技术、界面修饰技术，实现长寿命器件需要发展新型薄膜封装技术。总之，实施器件结构设计、发展器件组装方法、实现器件系统集成和性能优化，需要系统研究组装方法和组装工艺，为综合性能优化提供技术保障。

（二）主要研究内容

1、有机显示材料的分子设计、可控合成与高纯制备

（1）在红绿蓝三基色有机/高分子发光材料方面：针对彩色显示屏的组装与制备涉及蒸镀工艺和打印工艺，分别发展蒸镀型三基色有机发光材料和打印型有机发光材料，特别是稳定的高效蓝光小分子和高分子发光材料。

（2）在白光有机/高分子发光材料方面：针对红绿蓝三基色合成白光工艺路线，发展窄谱带发射的三基色有机/高分子发光材料，特别是磷光材料体系；面向简化器件组装工艺，发展具有三基色独立发光的单一有机小分子白光材料和单一高分子白光材料。

（3）在高迁移率有机晶体管材料方面：面向大尺寸、高有序薄膜制备，发展具有自组织或自组装特性的平面型有机共轭分子，解决目前并五苯及其