2008 2009有机固体进展1进展三有机固体特殊的物理.doc

2008-2009有机固体进展（三）——有机固体特殊的物理、化学性质的应用以及器件的研究 1. 有机发光器件的研究 有机发光显示(OLED)技术是一种借助有机半导体功能材料将电能直接转化为光能的技术。采用这种技术制备的有机发光显示器具有结构简单、厚度小、响应速度快、功耗低、视角宽、工作温度低等优异性能，并可实现柔屏显示的特点，被业界人士普遍认为是最具发展前景的显示技术之一，是国际上高技术领域的一个竞争热点。2008年10月8日，中国大陆第一条由清华大学和维信诺公司自主设计建设的OLED技术大规模生产线在江苏昆山投产。这是我国大陆在显示产业领域第一次依靠自主掌握的技术实现大规模生产，标志着新型平板显示技术领域通过多年自主创新已取得重大突破，显示产业由“中国制造”开始走向“中国创造”。 总投资超过5亿元，已建成厂区总建筑面积达3万平方米，拥有3000平方米洁净车间，可实现年产1200多万片小尺寸OLED显示屏。 中科院长春应化所在有机高分子发光材料与器件的基础研究和高技术探索方面具有十余年的科研积累和很好的人才优势。近年来，他们以国家需求为己任，瞄准这一国际科学前沿的重大方向，选取“有机高分子发光材料及其在显示器件中的应用”为研究主题，抓住有机高分子发光材料的“分子结构与电子结构的内在关联和凝聚态结构与光电性能的相互关系”这一关键科学问题，以满足有机高分子发光显示屏产业化需求为牵引，围绕着提高发光效率、调控发光颜色、改善传输特性、提高热稳定性、实现溶液加工等关键性能指标开展了系统深入研究和攻关。经过十余年的持续探索、不懈努力，近两年他们在有机高分子发光材料体系、溶液可加工磷光材料体系、界面修饰材料体系和新型发光器件等方面取得了突破性的研究进展，获得了部分具有国际领先地位和国际先进水平的研究成果。譬如，他们在国际上率先提出了“通过部分能量转移和电荷限制实现单一高分子发射白光”的学术思想，并在“单一高分子双色白光体系”和“单一高分子三色白光体系”两方面取得突破性研究进展，为发展白光高分子体系开辟出新方向。其中，双色白光高分子电致发光效率达到12.8 cd/A；三色白光高分子电致发光效率达到8.6 cd/A，显色指数为88。这不仅解决了长期困扰高分子白光器件发光光谱稳定性较差的国际难题，获得了国际上白光高分子单层器件发光效率的最好结果，而且带动了国内外课题组的竞相研究和体系拓展。近日，该成果荣获2007年度吉林省科技进步一等奖。另外，他们通过采用具有自主产权的含磷酸酯醇溶性聚芴作为界面材料，显著提高了高分子白光器件的电子注入效率，使高分子白光器件的流明效率和功率效率分别达到16.9 cd/A 和11.1 lm/W。通过合理的器件结构设计和新型界面修饰技术制备了全荧光型白光OLEDs，其最大亮度超过40000 cd/m2，最大效率达到16.8 cd/A和11.6 lm/W，寿命在500 cd/m2的亮度下超过2500h。进一步通过用更高效率的蓝绿光材料代替上述器件中的蓝光材料，使全荧光型白光OLEDs的亮度和效率得到了进一步提高，最大亮度高达45000 cd/m2，最大效率达到20.8 cd/A和16.0 lm/W。 发展低成本的图案化薄膜制备技术具有重要的价值。电化学聚合具有在图案化的电极上定向沉积成膜、设备简单等特点，但是国际上还没有高发光效率、高平整度电聚合薄膜的报道。吉林大学通过一种特殊设计的电化学聚合单体以及聚合条件的精密控制，成功制备了高发光效率、超支化结构的电聚合薄膜[31]，技术的关键是低缺陷密度以及缺陷与发光基团的距离控制。目前器件效率(蓝光: 5cd/A, 绿光: 20cd/A, 红光:10cd/A)已达到或超过其它发光器件制备技术(例如真空蒸镀、溶液旋涂)的水平。相关结果被英国化学会《化学世界》和《化学技术》分别报道，称之为“高分子性能的双重突破。 虽然导电高分子被广泛研究，这是第一个具有高发光效率的；这个技术可能发展成用于有机全彩色显示的红绿蓝图案化的新技术，它在工艺的简单性和成本方面要优于目前的技术”。 无定形状态的发光分子薄膜在使用过程中结晶是器件损坏的重要原因之一。吉林大学创新性地提出利用刚性/柔性平衡的设计理念构筑稳定的有机玻璃体材料，通过构筑具有交叉结构(cruciform)的PPV类发光材料，发展了多种形态稳定的玻璃态材料，解决了长期困扰人们的聚集猝灭荧光的问题[32,33]，获得了一些效率高、色度好、成膜质量高的蓝色发光材料，器件效率达到8 cd/A，掺杂器件效率提高到18 cd/A，是目前报道的较高水平的蓝光材料与器件。该成果被《光子》杂志以“PPV产生高效率的蓝色发光器件”为题目进行了焦点评述，指出：“这是近年有机蓝光材料最重要的进展”。 中国科学院化学研究所与长春应化所合作，合成了具有强吸电子能