溶液加工型多层磷光器件的组装与性能优化

In general, it is a big challenge to develop efficient multilayer device structure via solution processes, for the emitting layer (EML) of small-molecule-based phosphorescent OLEDs made of phosphor and host could be easily dissolved or disrupted by alcoholic solvents. To solve this problem, the self-host iridium dendrimers have been adopted as the EML for the fabrication of novel solution-processed multilayer phosphorescent OLEDs in this project. Unlike the physical blend, such dendritic system can withstand the erosion from alcoholic solvents owing to the dendrimer’s characteristic encapsulation effect. As a result, the EML would remain unchanged during the deposition of the upper electron transport layer, which is the key point to realize solution-processed multilayer phosphorescent OLEDs with high performance.

传统小分子磷光器件的发光层由磷光客体掺杂在主体材料中组成，容易被醇类溶剂溶解或破坏，难以通过溶液加工工艺制备高效多层结构。针对这一制约瓶颈，本项目旨在采用Self-Host型树枝状铱配合物作为发光层，发展一种新型溶液加工型多层磷光器件的组装方法。有别于传统小分子物理共混体系，这类主/客体一体化的材料体系可以利用树枝状分子特有的包裹效应，增强发光层对醇类溶剂的抵御能力，从而解决目前多层磷光器件组装过程中的层间互溶问题（发光层和电子传输层），为实现高性能的溶液加工型多层磷光器件开辟出新途径。

溶液加工被认为是解决有机发光二极管高成本和实现大面积的有效途径，但受限于层间互溶问题，难以像真空蒸镀那样制备多层结构器件。因此，本项目选择溶液加工型多层器件作为研究主题，设计合成了Self-Host型树枝状磷光材料、高分子荧光材料和醇溶性电子传输材料，并通过正交溶剂法，成功地组装出高性能的单色以及白光多层磷光和多层荧光器件。尤其是在溶液加工型多层磷光器件方面，有别于传统小分子物理共混体系，采用Self-Host型树枝状磷光材料作为非掺杂发光层，可以利用外围树枝对磷光中心核的包裹作用，来有效地抵御醇类溶剂的侵蚀，从而解决层间互溶导致的批次重复性问题，相应蓝光、绿光和红光分别获得了高达31.5 cd/A、68.4 cd/A和8.7 cd/A的发光效率。在此基础上，采用全溶液加工工艺，首次制备了兼具良好白光光谱稳定性和高功效的双发光层白光器件，在引入外耦合的情况下，最大功率效率为104.5 lm/W，在1000 cd/m2的亮度下，功率效率仍然保持在62.0 lm/W，初步达到了荧光灯的水平。该项目的顺利实施，为发展高性能的溶液加工型多层磷光器件开辟出新途径。