控制薄膜形态结构和组分分布提高聚合物白光电致发光器件性能

溶液加工型聚合物白光电致发光器件具有制备工艺简单、成本低等优点，在彩色平板显示、白光照明领域具有广阔的应用前景。由于共轭聚合物薄膜载流子迁移率低、载流子注入或传输不匹配以及激子复合区域限制能力差等问题，当前聚合物白光器件的效率还停留在较低水平。聚合物薄膜聚集态结构多重性以及多组分掺杂体系薄膜组分分布对载流子传输、能量转移以及发光性质具有重大影响。鉴于此，本项目拟从研究聚合物白光电致发光器件中的薄膜聚集态结构和组分分布对器件性能影响的角度出发，探索单一白光聚合物或磷光染料掺杂体系白光发光层的聚集态结构和组分分布等对载流子输运、能量转移和白光色度的影响机制，建立高载流子输运和高发光效率的薄膜形态调控方法；控制溶液加工型电子传输层的聚集态结构实现高效率电子注入和传输以及抑制对发光层激子的淬灭，降低器件工作电压、提高器件发光效率。力争使聚合物白光器件的发光效率超过35cd/A和25lm/W。

单一发光高分子及染料掺杂高分子薄膜聚集态结构对电致发光器件性能具有重要影响,在国家自然科学基金的资助下，我们开展了控制薄膜形态结构和组分分布提高聚合物白光电致发光器件性能的研究工作。经过3年的努力，我们在溶液加工型有机白光电致发光器件研究方面取得了较好的研究进展。本项目创新性研究成果包括：(1) 提出利用热退火和溶剂退火等物理手段在白光聚芴发光薄膜中原位构建高发光效率蓝光聚芴结晶相改善白光色纯度和载流子输运平衡,器件发光效率提高30%；(2) 设计并制备出高效率溶液加工型全高分子白光发光器件, 利用热诱导自掺杂方法和界面注入技术使全聚合物白光器件在1000cd/m2亮度下发光效率达到11.4 lm/W和6.7%, 获得10000cd/m2的亮度仅需5.4V的驱动电压, 性能指标达到同类器件国际先进水平; (3) 研制出高效率磷光染料掺杂高分子白光电致发光器件, 通过抑制蓝光染料和主体之间的非辐射能量转移实现了高效率电致发光。在100cd/m2亮度下发光效率达到70.6 cd/A,和47.6 lm/W，外量子效率接近26%，是目前国际上同类器件最高值,性能全面超过申请时提出的指标。.在项目资助下发表SCI论文11篇，其中影响因子大于3.0学术论文 9篇，EI收录论文1篇。参加国际学术会议报告4 次，国内学术会议邀请报告5次；培养毕业博士3人、硕士研究生1人。