有机白光照明器件及其关键物理问题研究

白光OLED作为照明器件具有绿色、面光源的特点，同时具有纤细轻巧耐用的构型，可以与作为点光源的无机LED形成互补，发挥各自的优势；近年来白光OLED取得了突破性进展，但其综合性能距照明应用还有较大差距，还需从材料合成和器件物理出发，开拓新的思路，合成高性能新型用于白光照明器件的材料，设计和制备新结构器件并进行深入系统的研究。本项目将充分利用已有的工作基础，主要从器件物理与结构设计角度进行深入系统的研究，以具有红绿蓝发光层的磷光/荧光结合型叠层白光器件以及低成本印刷型聚合物照明器件关键材料和制备技术为研究重点，研究超荧光蓝光发射机理和有机半导体掺杂技术及物理，研究白光器件效率衰降机理，研究提高器件光取出效率和稳定性的方法，希望通过本项目的实施，力争在有机白光照明器件所涉及器件结构、工艺、制造成本等关键物理与技术问题上有所突破，为我国自主创新的白光有机照明研究与产业化发展做出贡献。

白光有机电致发光器件(WOLED)作为照明器件具有绿色、面光源的特点，同时具有纤细轻巧耐用的构型，可以与作为点光源的无机LED形成互补，发挥各自的优势，因而WOLED用于照明方面的研究受到国际上广泛的关注。吉林大学、华南理工大学以及苏州大学在国家自然科学基金委资助下，开展了有机白光照明器件及其关键物理问题研究，取得了如下研究成果：(1)利用自主合成的黄光磷光材料和新型阳极界面修饰技术，获得了前向功率效率为37 lm/W的聚合物白光器件，为目前文献公开报道的聚合物白光器件中的最好水平；(2)开发出全国第一台基于印刷型的4英寸白光OLED照明灯；(3)阐明了在磷光荧光结合型白光OLED中，荧光蓝光发光层的载流子传输特性对器件效率滚降的影响，器件前向功率效率达14.1 lm/W@1000 cd/m2，处于同期国内领先水平。提出结合磷光蓝光和荧光蓝光发光层的白光器件结构，在1000 cd/m2亮度下，前向功率效率为28.3 lm/W (总功率效率56 lm/W)，达到同期国内领先水平。并申请发明专利一项；(4)提出金属介质多层膜电极结构，实现了多峰共振的顶发射白光器件；提出Ag/Ge/Ag复合阴极结构，实现了光谱角度特性稳定的顶发射白光器件。器件性能达到同期国际领先水平；(5)制备了一系列高显色指数白光器件：采用POAPF为母体，制备了具有双极传输同质结发光层的三基色白光器件，Ra=82，R9=75，在1000 cd/m2亮度下前向功率效率为15 lm/W；采用新型的深红磷光发光材料，制备了四色白光OLED，Ra=96，R9=91，在1000 cd/m2亮度下前向功率效率为7.9 lm/W。器件综合性能(颜色质量和效率)达到国际领先水平；(6)研究了叠层OLED中基于过渡金属氧化物(TMO)内部连接层的电荷产生和分离机制，提出了基于TMO的内部连接层的电场辅助电荷产生和分离新机制。.本课题发表学术论文85篇，其中SCI收录78篇(影响因子大于3论文50篇)、EI/ISTP收录3篇，被SCI他引300余次；申请发明专利12项；获吉林省科技进步奖一等奖1项。培养了一批人才队伍，1人入选教育部新世纪优秀人才支持计划，1人入选江苏省“333高层次人才培养计划”第三层次培养对象，1人获青年973首席科学家，培养博士研究生4名，硕士研究生17名，一人获江苏省优秀硕士论文。