全溶液法制备叠层式有机发光二极管的关键问题研究

The key point of tandem OLED is the charge genereation layer (CGL) connecting different emission units, which has strong effects on the efficiency and stability of the OLED. Up to now, all reported CGL are processed by vacuum evaporation. This project mainly study the working mechanism of CGL, and based on the results, select solution processable P-type and N-type doped organic materials to form CGL. And then, the influences of process condition, such as solvent properties and annealling conditions, on the efficiency and stability will be investigated. Finally, an efficient and stable CGL will be obtained, which is compatible to solution processed tandem OLED and significantly reduce the production costs.

实现叠层式发光二极管的最根本的要素是用于连接不同发光单元的电荷产生层，电荷产生层的有效性和稳定性决定了叠层式有机发光二极管的效率和寿命。目前报导的电荷产生层都是通过真空蒸镀的方法制备的，而溶液法可能是将来制备大面积、低成本、柔性的有机发光二极管的一个趋势。本项目将研究电荷产生层的工作机理，以此为理论指导，筛选出可用溶液法制备的 P 型和 N 型掺杂的材料，找到制程相容的组件制备出电荷产生层。在此基础上，探讨不同的处理条件，如溶剂、退火温度和时间、以及不同的工艺手段对有机层薄膜形貌的影响，进而对电荷产生层的效率和稳定性的影响，最终获得高效、稳定的电荷产生层，实现溶液法制备叠层式有机发光二极管。采用溶液法制备有望大大降低叠层式有机发光二极管的制造成本。

叠层式有机发光二极管（OLED）具有高亮度、高效率和长寿命等优点，尤其适合白光照明应用中。但是叠层器件层数多制备工艺复杂，为了实现大尺寸和降低成本，采用印刷等溶液法制备 OLED可能是未来的一个趋势。在本项目中，我们首先研究了电荷产生层的工作机理，探讨了各功能层的作用，然后从溶液法制备p型的空穴注入层和n型的电子注入层入手，着重研究了用这些材料实现电荷产生层的效果。经过多种搭配、组合发现ZnO/PEDOT:PSS和ZnO/HAT-CN可以实现溶液法的电荷产生层，探讨了不同的制备手段以及退火温度与时间、溶剂等处理条件对电荷产生性能及稳定性的影响，实现了全溶液法的叠层式 OLED器件。最终获得的双单元的叠层式器件的光谱是两个单元的光谱的叠加，效率也是叠加。该成果有望推广到更多的发光体系中，实现与蒸镀法媲美的效率，这样对低成本OLED照明的推广有着重要意义。