金属/有机半导体的界面工程及在高分子电致发光器件中的运用

该项目围绕当前高分子电致发光器件（PLEDs）中关于金属电极/有机高分子界面工程研究的两大核心科学问题((1)基于高功函金属阴极实现有效电子注入；(2)改善阴极界面层的电荷传输）来展开。针对问题一，发展基于偶极定向排列、界面原位化学反应机制的新式界面材料、界面层组装工艺及界面层结构，研究界面材料分子结构－薄膜状态－金属/有机层界面相互作用强弱和方式－界面电子结构和能级排列方式的相互关联；针对问题二，发展基于高电子迁移率ZnO等无机纳米粒子做为电子传输层的聚合物有机-无机杂化型电致发光器件，基于对无机纳米材料薄膜形态控制、表面组装修饰、量子点效应等性质的深入分析和利用，实现ZnO等无机纳米材料在PLEDs中做为电子传输层良好的运用，并对可能发生的新器件物理机制进行探索。基于以上两方面的研究，力争基本解决PLEDs中有关阴极注入和传输的问题，获得高的PLEDs器件性能。

本项目针对制约有机高分子电致发光器件性能的界面注入、多组分相界面构成、界面激子动力学行为控制、溶液加工界面层实施方式和器件行为分析等问题进行了研究，取得了一些新认识，而且获得了多项有影响力的研究成果，主要包括：（1）基于界面层传输平衡性调节和抑制主客体能量回传方法，获得了目前文献报道最高效率的溶液加工型白光OLED器件（100 cd/m2下，功率效率47.6lm/W,电流效率70,6cd/A,外量子效率26%)，首次接近荧光灯的效率水平（40-70lm/W)。(2)采用界面层高三线态激子淬灭阻挡策略，制备出目前最高效的溶液加工型深蓝磷光器件，同时以此高效器件为基础制备出国际领先水平的双色白光器件（总功率效率达到38.4lm/W)。（3）对PEDOT:PSS上层非交联型界面层的构成形成确切的认识，即完全为非物理吸附过程，此外研究发现单一界面层结构能实现与参比PEDOT:PSS器件相当的器件效果。（4）对PVK体系的多组分掺杂型器件的相界面问题展开研究，发现热力学相容性和动力学相容性共同决定最终薄膜的相界面行为，且证实染料聚集造成器件效率降低，而主体聚集造成器件驱动电压增高。（5）开发出新型的二元共溶剂法调节聚合物白光高分子器件的微结构，实现器件发光效率1倍以上的提高。本项目研究成果丰富和发展了当前有机高分子电致发光器件界面等研究工作。为该工作的后续延伸和完善奠定了良好的基础。