摘要：白光聚合物电致发光二极管(PLED)由于其在全彩显示和照明领域巨大的潜在运用价值，特别是其可以采取工艺简单、成本低廉的溶液加工成膜技术，聚合物发光材料的分子结构与发光颜色便于调节等优势，吸引了学术界和工业界广泛的探讨兴趣，已经成为有机光电领域的一个探讨热点，被誉为新一代固体照明光源。目前，白光PLED的发光性能与基于真空蒸镀成膜技术的有机小分子电致发光二极管（OLED）相比仍然有一定的差距，主要包括发光效率、光谱稳定性和器件运用寿命等方面。由此，如要获得实际的运用，白光PLED发光性能还需要进一步提升。一般地，要想实现高效率的白光PLED，必须要充分利用发光材料的单线态和三线态激子的发光，器件的论述内量子效率达到100%。目前，高效的磷光小分子发光材料是探讨的最多的材料系统之一，并且基于全磷光发射的白光PLED也实现了较高的发光效率。磷光PLED一般都是采取主客体掺杂系统结构，其发光性能一方面依赖于新型的主体和磷光客体材料的开发，另一方面需要对器件结构进行优化设计。对于主体材料，一般认为其三线态能级需要高于客体材料，同时需要具有高效、平衡的双载流子传输性能，所以开发宽带隙、双极性的主体材料是一个热点探讨方向，但同时宽带隙的材料又有着合成困难和性质不稳定等缺点。鉴于此，本论文的主要探讨目的就是通过采取不同聚合物主体材料和对器件结构进行优化设计，实现高性能的白光聚合物发光器件。本论文中我们用到的主体材料有非共轭聚合物PVK、聚芴及其衍生物。PVK由于具有较高的三线态能级、良好的成膜特性、较高的玻璃转化温度和良好的空穴传输特性，是目前最常用的主体材料。目前基于PVK为主体的全磷光白光PLED的发光效率已经超过了60cd/A，功率效率达到40lm/W。聚芴类的材料由于其具有高效率、色纯度好的蓝光发射、高电荷迁移率和良好的成膜性等，在显示运用领域是一种很有吸引力的共轭聚合物。但是，以聚芴类聚合物为主体的掺杂型磷光PLED的效率普遍较低，一般认为是主体较低的三线态能级对磷光的淬灭作用。我们采取聚芴及其衍生物作为主体材料，同时在PEDOT:PSS和发光层之间引入PVK阳极缓冲层，有效地抑制了低三线态能级的聚芴类材料对磷光的淬灭，制备了一系列高性能的全磷光、荧光和磷光混合式的双层结构白光器件。这些结果大大拓宽了主体材料的选择范围，对磷光发光器件的探讨具有重要作用。特别的，我们降低磷光客体材料的掺杂浓度，通过主客体间的不完全能量转移而突出了聚合物主体的深蓝光发射，填补了全磷光白光器件中深蓝光的空白，有效地拓宽了白光的发射光谱，实现了高效率、高颜色质量的白光PLED。优化后的器件最大的电流效率和功率效率分别为21.4cd/A和15.2lm/W，白光显色指数高达90。带有氨基基团的水/醇溶性的聚芴共聚物或其衍生物（如PFN）是一类具有高效电子注入特性的共轭聚合物，它可以与高功函数金属（如铝、金、银等）一起构成双层结构的阴极，器件发光效率远高于以高功函数金属为阴极器件，接近甚至超过以低功函数金属（如钡、钙等）为阴极的器件。同时，其特殊的溶解特性有助于多层结构的PLED的实现。基于PFN主体的白光PLED，其制备工艺相对简单，阴极金属采取的是相对稳定的高功函数Al，使得其在空气中具有较好的稳定性。但是其功耗较高，导致启亮电压较高，发光功率效率较低，同时发光亮度较低，成为了其在实际运用中最大的障碍。最后，我们利用水/醇溶性共轭聚合物材料作为电子传输层，与高功函数金属Al和金属氧化物MoO3一起构成一种新型的电荷产生层（CGL），并将其成功的运用于串联式发光器件中，实现了含有两个发光单元的串联式聚合物单色光和白光发光器件。当采取带有氨基的聚芴共聚物PFN作为电子注入/传输层，Al膜厚度为5nm，MoO3厚度为10nm，绿光材料P-PPV为上下两个发光单元的发光材料时，实现了基于溶液旋涂策略的双发光单元的串联式聚合物单色发光器件，器件最大电流效率为16.65cd/A。对于串联式白光器件，我们采取PF-EP/Al (5nm)/MoO3(10nm)作为中间电荷产生层，同时基于溶液湿法处理的蓝、红光聚合物材料PFSO、PFO-DBT15作为底层器件的发光材料，而上层器件中的绿光小分子材料Alq3则采取真空蒸镀的策略，通过上下两层发光单元的颜色叠加得到白光发射。串联式白光器件的最大电流效率为7.16cd/A，最大功率效率为1.95lm/W，启亮电压为8.75V，约为上下两层器件启亮电压之和。同时，白光器件的CIE色坐标为(0.340,0.373)，其显色指数高达97，接近于白炽灯的100。关键词：白光聚合物发光二极管论文荧光/磷光混合式聚合物发光二极管论文磷光发射体论文串联式发光二极管论文电荷产生层论文
摘要5-7
Abstract7-16
第一章 绪论16-45
1.1 有机电致发光进展简述16-18
1.2 聚合物电致发光二极管18-37
1.2.1 聚合物电致发光二极管的器件结构18-19
1.2.2 聚合物电致发光二极管的工作原理19-26
1.2.3 聚合物电致发光二极管的发光性能及其效率26-33
1.2.4 聚合物电致发光二极管的制备33-34
1.2.5 聚合物电致发光二极管的性能测试34-37
1.3 白光有机电致发光二极管概述37-41
1.4 本论文的主要探讨内容41-45
第二章 白光有机电致发光二极管的实现策略45-59
2.1 引言45
2.2 多发光层（Multiple emissive layers）白光器件45-47
2.3 多掺杂发光层（Multiple dopants emissive layer）白光器件47-53
2.3.1 多掺杂发光层荧光白光器件47-49
2.3.2 多掺杂发光层磷光白光器件49-52
2.3.3 混合式（Hybrid）多掺杂发光层白光器件52-53
2.4 单分子白光发光二极管53-55
2.5 激基复合物/缔合物（Exciplex/excimer）55
2.6 其他结构的白光器件55-59
2.6.1 色转换 (Color conversion) 器件55-56
2.6.2 微腔结构 (Microcity)56
2.6.3 叠层结构（Tandem）56-57
2.6.4 透明式（Transparent）白光 OLED 器件57-58
2.6.5 柔性(Flexible)白光 OLED 器件58-59
第三章 基于非共轭聚合物为主体的全磷光白光电致发光二极管59-74
3.1 引言59-60
3.2 实验材料与器件制作60-62
3.3 红、绿、蓝单色磷光器件62-64
3.4 红、蓝二元磷光染料共混的聚合物白光器件64-71
3.5 红、绿、蓝三色磷光染料共混的聚合物白光器件71-72
3.6 本章小结72-74
第四章 基于共轭聚合物为主体的聚合物白光发光二极管74-98
4.1 引言74-75
4.2 以聚芴为主体的蓝色磷光器件75-81
4.3 以聚芴为主体的全磷光白光器件81-88
4.3.1 红、蓝互补色掺杂的全磷光白光器件81-83
4.3.2 红、绿、蓝三色掺杂全磷光白光器件83-85
4.3.3 以聚芴为主体的混合式白光器件85-88
4.4 以聚芴衍生物为主体的混合式白光器件88-97
4.4.1 蓝光主体材料的发光性能89-91
4.4.2 多掺杂白光器件91-97
4.5 本章小结97-98
第五章 基于电子注入共轭聚合物为主体的白光聚合物发光二极管98-105
5.1 引言98-99
5.2 实验材料与器件99
5.3 以 PFN 为主体的蓝色磷光单色器件99-102
5.4 以 PFN 为主体的全磷光白光器件102-104
5.5 本章小结104-105
第六章 串联式聚合物电致发光二极管105-119
6.1 引言105-106
6.2 串联式器件结构106-107
6.3 串联式聚合物单色发光器件107-111
6.4 串联式白光发光器件111-117
6.4.1 实验材料和器件结构111-112
6.4.2 实验结果和浅析112-117
6.5 本章小结117-119
结论119-122
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