无机纳米材料-聚合物复合结构高效率电致发光

聚合物发光材料多为"单一载流子传输占优势"型材料，因此实现器件中阴极电子流和阳极空穴流的平衡，是得到高效率电致发光的最有效的途径之一。本项目拟利用无机纳米材料的高载流子迁移率和化学稳定等优良特性，通过设计新型无机纳米材料/聚合物异质器件结构，来提高少子迁移率或者减少多子的注入，以促进电致发光器件中载流子电流的平衡，最终实现高效率的电致发光。方案一：对于Si阳极器件，使用高电子迁移率的无机纳米材料（如ZnS、n-TiO2）做电子传输层，提高电子电流。同时，调节Si的电阻率来控制空穴注入，以平衡电子和空穴电流，最大限度地提高发光效率。方案二：对于ITO阳极器件，一方面选择功函数稍高于ITO功函数的无机纳米材料（如ZnS、ZnO、TiO2），形成空穴注入势垒，适当降低空穴电流；另一方面使用高电子迁移率的无机纳米材料做电子传输层，来提高电子电流；以期电子电流与空穴电流达到平衡，实现高效率电致发光。

本项目研究工作按照原定计划开展，全面完成了预期的考核指标，并取得了一定的成果。聚合物电致发光是当今的研究热点课题，将无机纳米材料与聚合物结合可在保留聚合物制备工艺简单的优势的同时，利用无机纳米材料高的载流子迁移率，有目的的提高器件的载流子电流，促进器件电子和空穴电流的平衡，从而实现高的电致发光效率。本项目将无机纳米材料引入到作聚合物电致发光器件中，设计器件结构，实现高效率的电致发光。（1）用ZnO作电子注入传输层：ZnO有高的电子迁移率，且物理化学性质稳定，用来做聚合物电致发光的电子注入层，可提高器件的稳定性。我们用共轭聚电解质修饰ZnO的表面后实现了有效的电子注入；（2）将NiO用作聚合物电致发光的阳极缓冲层：NiO的功函数较高，数纳米的NiO修饰阳极表面后，降低了空穴的注入势垒，提高器件的发光效率；（3）研究了极性溶剂的修饰对聚合物发光效率的影响。发现用甲醇处理聚合物和聚合物掺杂磷光染料的发光层，都实现了器件发光效率大幅度的提升。