高效率、长寿命的荧光/磷光混合型白光OLED材料与器件研究

Towards the low energy consumption OLED lighting, this project will aim at.developing high-efficiency, long-lifetime white OLED, focus on the key.scientific issues "molecular and electronic structures of luminescent and related.materials, tuning the excited state and interface injection of devices", and adopt.the route "molecular design and synthesis-excited state property and device.physics-device fabrication and optimization". To solve the key issues on the white.devices, this project will develop new luminescent materials and related.materials, study the mechanism of white device, investigate the new device.structure. The project will place the emphasis on the new blue fluorescent.materials and the key device technology, such as interface-modification, organic.heterojunction and limited exciton region. The project will break the blockade.of China abroad in high-performance OLED materials and devices, and promote the.development of OLED lighting technology and industry in China.

本项目面向低功耗的OLED照明技术，以“高效率、长寿命的白光器件”为目标，围绕“材料的设计及其结构与性能的调控、器件中界面的构建与激发态调控”这一关键科学问题，以“分子设计与合成－激发态性质与器件物理－器件制作与优化”研究链条为主线，发展具有自主知识产权的发光及其相关材料新体系，深入研究白光器件的机制，探索新的器件结构，改善器件制作工艺。本项目拟从材料和器件的创新性出发，利用反向系间蹿跃的机制发展能量上转换的高效蓝光荧光材料，发展电子掺杂和有机半导体异质结的大电流注入及激子限制结构等关键技术，利用“主客体协同发光”的新概念，在兼具高效率及稳定性的荧光/磷光混合型白光器件上取得突破，打破国外在高性能OLED 材料和器件上对中国的封锁，促进我国OLED照明技术和产.业的发展。

针对目前国际上白光OLED材料及器件研究中的关键问题，本项目重点开展了磷光材料、主体材料和电子传输材料、基于能量上转换机制的荧光材料、高性能的单色和白光OLED的研究，获得了一系列重要的研究成果，构筑的单色和白光OLED的发光效率等性能指标达到国际上的最高水平。这些研究成果推动了白光OLED材料及器件的发展，对有机电子学的发展意义重大。. 发展了新型的橙红、红及近红外等铱配合物磷光材料，获得了高效的各色磷光器件。利用红光磷光材料PMD-Ir-3制备的器件获得了高达27.6%的最大外量子效率，是目前报道的红光磷光器件效率的最高值之一。发展了基于能量上转换机制的蓝、绿、黄、橙红、红及近红外等新型荧光材料，获得了高效的各色荧光OLED。基于蓝光荧光材料SBA-2DPS的器件获得了深蓝光的发射和高达25.5%的最大外量子效率，是目前报道的相似色纯度的深蓝光荧光OLED的最高值之一。利用橙红光荧光材料NAI-DPAC的器件获得了高达29.2%的最大外量子效率，成为目前橙红光荧光器件的最高效率。基于有机半导体异质结作为电荷产生层或者电荷注入层，获得了一系列多色高效的磷光OLEDs。在1000 cd/m2的亮度下，采用HAT-CN/HAT-CN:TAPC/TAPC为电荷产生层制备的三单元绿光磷光叠层OLEDs的最大电流效率达到了286.4 cd/A。基于新型的白光器件结构，采用具有能量上转换机制的多色发光材料与磷光材料或者激基复合物材料相匹配，获得了一系列高效的白光OLEDs。利用蓝光热激活延迟荧光材料与红、绿磷光材料结合制备出的荧光/磷光混合型白光OLEDs获得了高达23.0%的最大外量子效率和51.7 lm/W的功率效率，显色指数CRI高达89，色坐标CIE为（0.438, 0.438），是目前报道的综合性能最好的荧光/磷光混合型白光OLEDs之一。. 本项目有关的工作已发表SCI论文72篇，其中包括J. Am. Chem. Soc. 1篇，Adv. Mater. 2篇，Mater. Sci. Eng. R 1篇，Adv. Funct. Mater. 4篇和Chem. Sci. 3篇等；7篇论文入选ESI高被引论文。授权中国发明专利6项。