基于原位交联型热活化延迟荧光材料的全湿法OLED器件设计及性能研究

Solution-processed organic light-emitting diodes (OLEDs) are of great commercial interests because of their potential for simplified processing and low-cost, large-area production. Metal-free thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials with the theoretical internal quantum efficiency (IQE) of 100% is central premise of low-cost and efficient OLEDs. This project focuses on the design of the high efficient blue and white OLEDs by utilizing the combination of simple device structure and fully solution processed systems. We present a novel blue and white OLED based on in-situ cross-linked TADF dendrimers, where thermally cross-linkable blue and orange materials are used as TADF emitters and functional material is used as the host. The homogeneous emitting layer will be fabricated by utilizing the in-situ crosslink method, the IQE of 100% and the balance carrier are realized, which can solve the bottleneck of polymer electroluminescent device efficiency problem and improve the quality of the white OLEDs. The energy transfer and white light emission mechanism will be investigated, which can provide a theoretical basis for the design and preparation of such TADF dendrimers blue and white OLEDs.

可湿法加工的有机电致发光（OLEDs）器件的工艺简单，成本低廉，易于实现大面积显示，具有广阔的商业化前景。热活化延迟荧光（TADF）材料可以在无贵金属的条件下实现100%的内量子效率，保证高效率的同时，为低成本高效器件的开发创造了前提。本项目旨在探索基于全湿法的加工方式，通过简单的器件结构来实现高效蓝光和白光OLEDs的方法。我们设计了一种新型基于原位交联型TADF聚合物材料的蓝光和白光OLEDs，拟采用可热交联的蓝光和橙光TADF发光单元以及功能主体单元，原位聚合后得到100%理论内量子效率、载流子均衡传输的均相蓝光和白光发光层，解决聚合物电致发光器件效率提升的瓶颈问题，同时可以提高白光器件的发光品质。研究器件中主客体间能量传递和白光发射机理，为此类原位交联型TADF聚合物材料蓝光和白光OLEDs的设计和制备提供理论依据。

湿法有机发光二极管（OLEDs）因其制备工艺简单，成本低和易于实现大规模生产的特点越来越受到人们的关注。本项目旨在探索基于全湿法的加工方式，通过简单的器件结构来实现高效蓝光和白光OLEDs的方法。我们主要设计合成了一系列新型热激活延迟荧光（TADF）材料，主要从取代方式、取代基供电子能力和空间位阻的变化等方面对于高效TADF小分子单元进行研究。另外，通过引入树枝基团和可热交联基团等方法，赋予TADF分子具有聚合物材料和树枝状材料的湿法加工特性，为此类原位交联型TADF聚合物材料制作的全湿法加工器件的设计和制备提供理论依据。具体从以下几个方面开展相关工作：.1、设计合成了一系列可湿法加工的高效发光TADF小分子材料。研究表明，通过调控TADF发光分子的供电子能力和改变供电子基团的个数，可以使分子的发射波长实现绿光到橙红光的发射，并对分子的光电性能实现有效调控。另外，通过对经典的TADF分子修饰发现，引入苯桥可以有效的较小电子供体之间的空间位阻效应，使分子拥有了聚集诱导（AIE）的性质，减小激子淬灭效应，实现高效固体发光。.2、设计合成了一系列可交联的高效TADF主客体发光单元，通过化学交联的方法制备一系列的不同主客体掺杂比例TADF聚合物发光材料。研究表明，通过交联基团形成的聚合物薄膜，不仅具有良好的湿法成膜性能以及内在的TADF特性，同时通过对主客体不同掺杂比的调控可以很好的抑制三线态激子的浓度淬灭，实现高效荧光量子产率。.3、设计合成了一系列可热交联型树枝状TADF材料。研究表明，通过热交联形成的聚合物薄膜不仅具有良好的湿法成膜性能以及抗溶剂侵蚀性，预示着可通过正交溶剂的方法旋涂下一层的电子传输层。同时，外围的咔唑树枝基团可以很好的抑制三线态激子的浓度淬灭，实现单分子高效固体发光。另外，研究发现利用经典的磷光分子PO-01作为橙光组分，其杂化的白光湿法OLED展现了优越的器件性能，其最大外量子效率高达14.9%。.