溶液法小分子白光有机发光器件关键材料与技术及其器件物理研究

Huge progress has been made in the last ten years in white organic light-emitting device (WOLED) technology. The commercially successful applications for small molecule WOLED (SMWOLED) based on vacuum evaporation have entered the lighting market, however, the vacuum evaporation process can not meet the demand of low cost mass production. Solution-processing has advantages of low-cost fabrication, thus, the research mainly focused on the white polymer light-emitting device and solution-processed SMWOLED. The solution-processed SMOLED are expected to be both efficient and low cost. However, the research progress of solution-processed SMWOLED is lagged compared to vacuum evaporation SMWOLED. Based on our existing research results, this project will carry out the research on solution-processed SMWOLEDs. The research contents of this project are as follows: (1)molecular design and synthesis of high performance solution-processed small molecule optoelectronic materials; (2)ultrasonic spray-coated small molecule thin film and its quality control; (3)fabrication technology of full-solution-processed multilayer SMWOLED; (4)physical mechanism of the solution-processed SMWOLED.

近年来，有机白光照明技术取得了突破性进展，真空蒸镀小分子白光照明器件已逐步走向市场，但真空蒸镀制程无法满足低成本量产需求，唯有以溶液方式制备生产才能大幅降低成本，因而聚合物白光器件和溶液法小分子白光器件是当前研究热点。溶液法小分子器件兼具高效和低成本的优势，但相比于真空蒸镀小分子白光器件，溶液法小分子白光器件在基础研究和产业化进程上都处于初级阶段，还需从材料合成、器件物理、制备工艺等方面进行深入研究。本项目将充分利用课题组现有的工作基础，开展溶液法小分子白光器件方面的研究，研究可溶液加工的高性能小分子光电材料设计与合成、超声喷涂小分子薄膜质量调控、溶液法多层小分子器件制备技术及溶液法白光器件发光物理，希望通过本项目的实施，力争在溶液法有机白光发光器件所涉及的材料、器件结构、工艺等关键问题上有所突破，为低成本高效率有机白光发光器件提供一套切实可行的方案。

本项目主要进行溶液法小分子白光有机发光器件关键材料与技术及其器件物理研究，按照研究计划开展了相关的研究工作，取得了如下研究成果：(1)通过溶剂工程以及工艺改善，利用超声喷涂工艺制备出了高质量有机/无机薄膜，并将其应用到有机发光器件中的不同功能层，获得了基于超声喷涂工艺的高性能单色及白色有机发光器件；(2)利用超声喷涂技术制备了具有空穴缓冲作用的PEDOT：PSS透明电极，基于该双功能电极获得了高效率、低效率滚降的磷光有机发光器件；(3)设计了PEI/DMAC-BPP/TPBI三层界面修饰结构，改善基于TiO2为电子注入层的倒置OLED的电子注入。阶梯能级的构筑不仅增强了电子注入，同时降低了TiO2表面缺陷态淬灭激子的问题并有效地将激子限制在发光区中，基于此界面修饰层，获得了高效率倒置绿光和白光OLED；(4)在刮涂工艺中通过引入双溶剂、活性剂等方法改善大面积刮涂薄膜的均匀性，进一步制备出了高质量大面积有机/量子点发光器件。本项目发表学术论文25篇，其中高质量SCI检索论文22篇，授权发明专利2项；参加国内学术会议并作邀请报告4次；培养博士研究生5人，硕士研究生3人，一篇博士论文入选中国电子教育学会优秀博士论文提名奖，一篇硕士论文入选中国电子学会优秀硕士论文。