单分子有机电致白光材料及其柔性白光器件

To address the issues of little single-molecular white-emitting materials, unsatisfied light extraction efficiency of anode materials and low efficiency in the flexible white organic light-emitting diodes (FWOLEDs), we plan to investigate the cyclometalated iridium complex-based single-molecular white-emitting materials and their application in flexible devices. In this proposal, we will build the mononuclear/binuclear cyclometalated iridium complexes used as single-molecular white-emitting materials by designing the cyclometalating ligands to control the molecular excited state, employing cycloalkyl substituents to modify the emission regions, as well as introducing the bridge units to change the intramolecular energy transfer model. The solution-processable FWOLEDs are then fabricated via composite electroconductive films based on Ag nanometer line-polymer-nanometer particle and their light extraction model. The relationship of molecular structure & optoelectronic property and composite electroconductive film & luminescent property will be studied systematically. The effect of molecular structure, composite electroconductive film, device structure and processing technology on the device performance will be explored in detail. As a result, the single-molecular white emitting materials and their FWOLEDs with high emission efficiency will be achieved. There is an important theoretic and practical significance of the project on promoting the development of single-molecular white emitting materials and the FWOLEDs.

本项目针对目前柔性白光有机电致发光二极管(WOLEDs)存在的单分子白光材料少、阳极基板材料光取出效率不高、器件发光效率低等关键科学问题，展开环金属铱配合物单分子电致白光材料的分子构筑与柔性发光器件的性能研究。项目拟通过设计C^N双齿环金属配体调节发光分子的激发态、挂接环烷基优化材料的发光区域、引入桥连模块调节分子内的能量传递，系统构筑单核、双核环金属铱配合物单分子宽光谱发光材料；通过构建银纳米线-聚合物-纳米颗粒柔性复合导电薄膜和光提取模型，制备溶液加工型WOLEDs。系统研究分子结构-光电性能、复合导电薄膜-发光性能的关系；探索发光分子、复合导电薄膜、器件的结构，以及器件加工工艺对发光器件的性能影响，获得性能优异的单分子有机电致白光材料及其柔性WOLEDs。项目实施对于推动单分子有机电致白光材料的发展，及其在柔性白光器件中的应用具有重要的理论和实际意义。

实现关键显示材料和新型平板显示器的国产化是国家新材料中长期发展的战略前沿领域和战略性新兴产业。本项目针对白光有机电致发光二极管(WOLEDs)存在的单分子白光材料少、阳极基板材料光取出效率不高、器件发光效率低等关键科学问题，立足新材料设计，展开了单分子电致白光材料的构筑与白色电致发光器件性能的研究。开发了8类具有知识产权的新型单分子白光磷光材料、荧光材料，发展了4类WOLEDs器件，揭示了单分子白光材料的分子构筑规律和能量传递规律，器件结构/工艺与器件性能的关系，创新发展了单分子白光材料、白光器件工艺和发光机理。. 1) 在双核环金属铂(III)配合物、高效率超长有机室温磷光(RTP)材料、单/双核环金属铱配合物、酰基-氮稠环多重共振-热激活延迟荧光(MR-TADF)、邻苯二甲酰亚胺类荧光等单分子白光材料创新上取得了新的突破，其单掺杂单发光层白光器件的最大电流效率达22.8 cd/A，色坐标CIE(0.25, 0.41)；. 2) 在双蓝光层白光器件、二元激基复合物荧光-磷光杂化的白光器件、三元激基复合物全荧光白光器件等器件工艺优化上刷新了新的水平，白光器件的最大外量子效率达到23.5%，电流效率达到66.6 lm/w，柔性白光器件的最大外量子效率达到21.6%，白光器件实现了高效、稳定的发光；. 3) 提出了铂(III)配合物发光、外消旋增强磷光、发光器件的光提取等机理，有力推动了铂(III)配合物发光材料、手性发光材料、白光器件新的发展；. 4) 开发了银纳米线溶液的合成、浆料配方工艺，卷对卷柔性薄膜涂覆工艺技术，实现了银纳米线-聚合物透明导电薄膜规模印刷制备，成功获得基于纳米银线制作的85寸以上柔性触摸屏，实现了纳米银线-聚合物透明导电薄膜的应用。. 相关研究成果在Nature Commun., J. Am. Soc. Chem., Angew. Chem. Int. Ed.等国际重要刊物上发表SCI学术论文39篇，获授权中国发明专利6件，申请中国发明专利15件，实现成果转化3项，获省部级科技进步一等奖1项。项目的实施对推动单分子有机电致白光材料的发展，及其在白光器件中的应用具有重要的理论和实际意义。