固体溶液一新型有机半导体材料及其光电器件

有机半导体"固态溶液"是一很新的概念，它是指有机半导体分子能够形成分子尺度上分散的多组分体系。它赋予有机光电子器件，尤其是有机发光器件许多新颖的性能，如纯正的客体分子发射特性、很高的效率和良好的器件稳定性。本研究是在前期工作的基础上，更深入、细致的研究工作。对当前发光领域的明星分子FIrpic的发射特性进行系统的研究，探讨其发射光谱、强度与媒体介质极性的关系，重点讨论其在薄膜器件中的电致发光性能与主体分子结构、电荷传输性能之间的关系。合成三个系列不同结构、不同电荷传输性能的主体材料，分别是苯基联二芴为核，咔唑、三苯胺为取代基团的一维、二维、三维分子，并培养高质量的单晶进行结构解析。探讨固态溶液形成的条件与主体材料的物化性能、分子结构、固态堆积之间的关系，得出规律性的认识，并利用固态溶液制备出高效率、纯蓝色发射的有机磷光器件，为突破有机发光器件在信息显示应用中的瓶颈问题做出贡献。

本项目的执行，基本上按照原项目申报计划书进行；在研究内容上，有进一步的深入和拓展。完成了项目申报书中设计的固态溶液效应的新型有机半导体材料研制、研究了其光物理、电化学、热学性能，以及在光电器件中的应用；获得了一具有优异热稳定性的高熔点玻璃材料，并将其成功应用到有机橙色磷光器件，取得了一些突破性的结果：（1）溶液法制备的橙色磷光器件效率高达51.4 cd A-1, 35.6 lm W-1，是当前最好的结果；（2）蓝色磷光器件为效率高达30.5 cd A-1，跻身于高性能器件之列；（3）制备了聚合物全磷光型白光器件，其蓝-橙互补色白光照明器件显示指数高达72，是目前最好的二元复合白光器件之一；（4）研制了新型单层小分子体系全磷光型白光器件，其红-橙-蓝-绿四基色白光器件效率高达28.9 cd A-1, 13.1%和17.4 lm W-1，是溶液法加工制备的白光器件最好结果之一；（5）探讨了单组份π堆积型分子的聚集发射行为，并制备了白光照明器件。该器件具有较高的色品质，显示指数高达92。另外，对器件可能的工作机制也进行了有益的探索；项目执行期间申请了一项省部级自然基金项目、一项校级本科教学教育改革项目；发表论文6篇、正在审稿的SCI论文2篇；申请专利10项。一部分研究成果在国际知名期刊，如Physical Chemistry Chemical Physics，Macromolecules, Chemistry-A European Journal, Chemistry-An Asian Journal, Dyes and Pigments, Journal of Materials Chemistry C, Synthetic Metals等上发表。另外，还与相关单位，如南京大学、武汉大学进行了广泛的合作研究，以共同通讯作者的形式发表系列文章。在人才培养方面，单独或合作指导6名研究生，另有1名研究生已经顺利毕业；另有部分具有较大应用前景的科研成果，正在准备申请专利保护。