等离子体引发高分子电致发光材料表面功能化研究

针对有机高分子光电材料存在的团聚严重、表面惰性、溶解性差，以及高发光效率和高载流子迁移率不可兼顾等问题，通过等离子体引发表面接枝功能化技术，接枝上各种助色功能基团：-OR、-NR2、-OH等，在不改变分子的主体"骨架"的基础上，一方面，改善材料的分散性和溶解性，同时增强材料界面的结合力度；另一方面，增大分子共轭体系，增强分子刚性，优化界面能级结构。研究高分子光电材料表面功能化、分散性和溶解性改性机制，深入理解高分子光电材料的表面特性与等离子体气氛之间的内在联系，实现表面功能设计和调控，发展适用于PLED印刷加工技术，并兼顾高光效和高迁移率的高分子光电材料，最终解决白光PLED的光效和寿命问题。建立"等离子体气氛-界面成分结构-界面特性-PLED综合性能"的内在关联，将等离子体表面功能化技术引入PLED材料表面和器件界面修饰研究和生产中，促进PLED印刷加工技术实用化和产业化进程。

本项目通过以下四方面深入研究了等离子体技术在有机电致发光材料功能化及器件界面修饰中的应用基础和机理研究，拓展了等离子体在有机电子学领域的应用。.Alq3接枝NH2-基改善溶解性研究：通过控制氨气等离子体反应气氛，成功将NH2-基接枝到Alq3分子上，获得良好溶解性，并且，能级结构及发光性质均无显著变化，很好地保留了其光电特性，基本达到预期研究目的。此研究为Alq3等有机光电材料的改性研究提供一条新的技术路线。.合成热活延时荧光材料（TADF）的研究：通过氩等离子体激活咔唑和邻苯二甲腈的混合蒸气，使二者发生反应，生成物吸附于收集板上。对反应产物进行分离和系列表征分析，发现产物的吸收谱相对咔唑发生蓝移，产物能带变宽，其荧光发射光谱在紫外区出现两个发射峰，产物的红外光谱中含有原料的特征吸收峰。可以确定在等离子体反应区生成的产物是一分子咔唑在邻苯二甲腈苯环上的取代物，这是一种有机电致发光器件用的TADF材料。.ITO透明电极表面修饰及其表面功函数衰退机理研究：提高ITO表面功函数可大幅降低OLED器件电压，从而提高器件光效和稳定性。本研究首次报导了PIII修饰ITO表面功函数的技术方法和原理，取得6.1eV高功函数的ITO透明电极，并应用于OLED器件。经PIII处理过的ITO表面功函数高于无离子注入的氧等子体处理的ITO，功函数衰退速度也大幅慢于后者。无注入的ITO表面功函数长时间衰退后，衰退回到处理前值，而PIII修饰过的ITO经长时间衰退后仍然有0.4eV以上的功函数净增量。经等离子体处理后的ITO表面功函数存在衰减现象，研究其衰退机理对ITO表面修饰及其应用有重要指导意义。本研究长时间跟踪，系统研究了ITO表面功函数的衰退机制，首次采用指数+线性模型很好地拟合了经等离子体处理后的ITO表面功函数衰退过程曲线。.OLED器件制备方法: 正交溶液法制备多层有机膜技术受限于水溶性有机光电材料的缺乏，溶液法制备多层有机膜是长期制约OLED等有机电子器件发展的重要问题之一。我们成功应用等离子体引发表面交联法液相制备了多层OLED器件，并成功点亮，证明了此方法的可行性。此成果是本研究的原创工作，是目前除正交溶液法之外的第二种实用溶液法制备多层OLED器件的方法，具有广泛的适应性，可望发展成有机电子器件（包括OLED、OPV、OTFT等）主流的制备技术之一。