电致激发态形成路径和能级的优化及高效率有机白光照明材料

To achieve high performance white light organic electroluminescent devices, the design and synthesis of two classes of emitting materials have been proposed: (1) host:dopant emitter systems, in which the excited states can be generated by carriers direct recombination between hosts and dopant emitter; (2) TADF type host:fluorescent dopant emitter systems (TADF: thermally activated delayed fluorescence). For the first class luminescent materials, the formation of excited states is based on the low energy consumption mechanism that can improve power efficiency. To realize the efficient recombination between hosts and emitters, the emitters not only have high photoluminescent quantum yields in solid state, but also possess good carrier transport ability. For the second class ones, TADF process will be employed to promote the conversion from triple excited states to single excited states in hosts and the electrofluorescent efficiency may approach the electrophosphorescent efficiency. A series of blue, green, orange and red emitting materials together with some host materials will be synthesized and employed to fabricate white organic light emitting diodes (WOLEDs).

为了获得高性能有机白光电致发光器件，本项目计划设计合成（1）直接通过主体与客体间载流子复合形成激发态的发光材料体系及（2）热活化延迟荧光型-主体材料/荧光客体的复合材料体系。第一类电致发光材料可以有效降低激发态形成过程中的能量损失、提高器件的效率。为了有效实现主体材料和客体发光材料间的载流子复合，客体发光材料不但要具有高的固体发光效率，同时还要具有良好的载流子传输性能。第二类电致发光材料可以利用热活化延迟荧光特性实现主体材料中三重激发态到单重激发态的转变，并利用主体到客体的高效率能量转移使电致荧光效率接近高效率电致磷光器件的水平。一系列蓝色、绿色、橙色和红色主体/客体复合发光材料将被设计合成，这些材料将被用于高效率白光器件的制备。

由于白光有机电致发光器件被认为是新一代平面显示和照明的支撑技术，因此有关研究一直引人关注。高质量白光照明光源必须具有高显色指数（CRI>80），已经报道的双色有机白光器件显示了很高的发光效率，但是其显色指数较低。另外，大多数有机白光器件工作时随着亮度提高效率滚降严重，即高亮度（>1000 cd/m2）下的效率还较低（<45 lm/W），该性能还无法满足照明的需求（>60 lm/W）。为了获得高性能有机白光电致发光器件，本项目计划设计合成了（1）直接通过主体与客体间载流子复合形成激发态的发光材料体系及（2）热致延迟荧光型-主体材料/荧光客体的复合材料体系。第一类电致发光材料可以有效降低激发态形成过程中的能量损失、提高器件的效率。为了有效实现主体材料和客体发光材料间的载流子复合，客体发光材料不但要具有高的固体发光效率，同时还要具有良好的载流子传输性能。第二类电致发光材料可以利用热致延迟荧光特性实现主体材料中三重激发态到单重激发态的转变，并利用主体到客体的高效率能量转移使电致荧光效率接近高效率电致磷光器件的水平。一系列蓝色、绿色、橙色和红色主体/客体复合发光材料被设计合成，这些材料被用于高效率白光器件的制备。我们基于蓝光、绿光和红光材料制备出了高性能有机白光器件，其在1000 cd/m2亮度下效率达到74.5 lm/W，显色指数85，5000 cd/m2亮度下效率达到56.5 lm/W，显色指数86。有关研究结果对于发展具有应用前景的有机白光照明材料和器件具有重要意义。