溶液法制备高效单发光层荧光/磷光杂化白光OLED材料及器件的研究

White Organic Light Emitting Diodes(WOLED) have large applications in Solid-State-Lightings. The key issue of the technology is how to improve the performance of the devices and how to decrease the cost of the devices. Fluorescence/phosphorescence hybrid WOLED(F/P-WOLED) is among the best methods to fabricate high efficiency and long life-time WOLEDs. Solution-processed samll molecular WOLEDs not only poss the high efficiency of samll molecular WOLEDs, but also use the low cost and easy to fabricated large-plat panels of solution processed OLEDs. Solution-processed F/P-WOLEDs show the possibilities to fabricate highly efficient WOLEDs with a much lower cost. The research project is mainly focused on the investigations of the relations between the molecular structuress and the single level, triplet level and luminescence efficiency. A series of new blue host emitters will be designed and synthesised, which can be used in solution-processed high efficiency F/P-WOLEDs. Highly efficient F/P-WOLEDs with a single emission layer will be fabricated based on the new synthesised blue host emitters. The achievements on the project will not only increase the knowns on how to design the organic optoelectronic materials, but also facilitate the developments of organic Solid-State-Lightings.

白光有机电致发光（WOLED）在固体光源领域有重要应用前景，如何改善器件性能，降低器件制备成本是该技术研究的关键。荧光/磷光杂化白光OLED（F/P-WOLED）被认为是目前实现高效率、长寿命WOLED 的理想途径。溶液法制备小分子OLED 则有效结合了小分子OLED 效率较高和溶液法器件制备成本低，适宜大面积制造的优势。通过发展溶液法制备高效F/P-WOLED 材料和器件技术，必将为高效率、低成本的WOLED 制备提供新途径。本项目拟探索有机材料分子单重态、三重态能级及发光效率与分子结构间的关系；设计并合成适用于溶液法制备高效F/P-WOLED 的新型蓝色荧光主体材料；研究基于新型主体材料的具有单发光层的F/P-WOLED性能。以上研究将为调控有机分子材料光电子性质，促进有机固体光源技术的发展提供理论和实验基础。

项目资助期间，开展了四个方面的工作：1、高效率荧光/磷光杂化白光OLED中材料及器件的相关研究。设计合成了一系列适用于荧光/磷光杂化白光OLED器件的新型蓝光荧光材料、黄绿光磷光发光材料。基于设计合成的新型深蓝光荧光材料的OLED器件，其发光在CIE坐标Y值0.06下，最大发光效率超过6％。得到了最高外量子效率超过20％的高效率荧光/磷光杂化白光OLED器件；提出了基于溴取代三苯胺衍生物作为新型空穴传输材料在OLED中的研究；发现了一种合成方法非常简单，原料成本低廉的新型空穴传输材料；开展了关于新型双极性磷光主体材料的研究。2、基于溶液法的高效率单发光层荧光/磷光杂化白光OLED器件。获得了基于溶液法的单发光层荧光/磷光杂化白光OLED器件，其发光效率达到17％，接近相应真空蒸镀器件性能指标；进一步开展了基于溶液法的TADF机制的白光器件及基于激基复合物机制的OLED器件研究。3、基于激基复合物及延迟荧光机制的相关OLED材料及器件的研究。设计合成了基于不同取代位置，不同官能团的光谱可调的TADF材料，实现了基于新型激基复合物主体的高性能绿光和红光有机电致发光器件。4、高效率有机太阳能电池的相关研究。首次将小分子染料香豆素7掺杂PTB7:PC71BM中，实现了填充因子高达75%且光电转换效率超过10%的器件；首次将溴代物配合DIO添加剂用作二元添加剂， PTB7:PC71BM器件的效率由8.13%提升至10.31%。.以通讯作者身份发表具有较高影响因子的SCI论文19 篇（中科院大类分区一区刊物6篇，二区刊物13篇；其中2篇作为封面论文发表在一区知名期刊Adv. Optical Mater.及J. Mater. Chem. C上）；申请发明专利12项，已授权发明专利2项。获得四川省杰出青年基金，第十四届四川省青年科技奖，电子科技大学“唐立新奖教金（科研）”，电子科技大学先进工作者等奖项。入选四川省“杰出青年学术带头人资助计划”，电子科技大学“百人计划”等人才计划。在本项目的支持下，指导毕业研究生10名，其中3人次获得电子科技大学优秀硕士学位论文，3人次获得电子科技大学优秀毕业研究生。目前在读研究生11名，其中博士研究生2名。