白光聚合物电致发光二极管(PLED)由于其在显示和照明领域巨大的潜在应用价值,及溶液加工成膜和聚合物化学分子结构与发光颜色便于调节的优势,吸引了学术界和工业界广泛的研究兴趣,已经成为聚合物光电领域的一个热点,被寄予希望成为新一代照明光源。但目前白光PLED的发光性能仍然比较差,发光效率、光谱稳定性等有待进一步改善提高。鉴于此,本文的主要研究目的就是对基于聚合物的材料体系和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。 聚芴(PFO)是一类性能稳定、研究较多的蓝光共轭聚合物,本文对以聚芴为基质的材料体系进行了广泛的研究,通过聚合物共混、磷光染料掺杂及共聚等途径,制备了一系列高效的白光发光器件。我们利用红、绿、蓝三种发光颜色的聚合物,通过共混获得了色坐标为(0.33,0.32),最大发光效率为4.4 cd/A,最大亮度为6300 cd/m2的白光PLED;类似地,用红光和绿光铱配合物掺杂聚芴,以聚乙烯咔唑(PVK)为空穴传输层,获得了最大效率为5.5 lm/W(9 cd/A)的高纯度三元白光发光器件。对于以PVK为空穴传输层的双层结构的磷光体系,PVK较高的三线态能级有效促进了铱配合物的磷光发射,提高了器件性能。我们还提出了一种新型白光共聚物分子设计方案,将能量较高的单线态绿光和能量较低的三线态红光发光单元同时引入聚芴主链和侧链中,成功避免或减少了共轭聚合物对磷光激子的淬灭,获得了一系列二元和三元高效白光发光聚合物。其中,最大发光效率由三元白光共聚物获得,为6.1 cd/A,最大亮度达10110 cd/m2,色坐标为(0.32,0.44)。 利用高功函数金属电极获得高效的PLED是本文的另一个重要内容。首先在我们实验室对高功函数金属电极注入材料及器件的研究基础上,用红光铱配合物掺杂具有良好电子注入特性的带有氨基的芴共聚物(PFN),成功实现了高效的Al阴极红光磷光器件,最大效率和亮度分别为5.6％和1400 cd/m2,与低功函数金属Ba电极器件相当。接着,我们报道了两种新型的醇溶性电子注入材料,共轭齐聚物电解质(FFF-BIm4)和有机小分子内盐(C16-BIm4)。它们对高功函数金属(如Al)有很好的电子注入性能,以它们作电子注入层(EIL)的Al阴极PLED的发光效率达到甚至超过Ba阴极PLED。其最大意义在于它们具有确定的化学结构、分子量,能得到纯度很高的产物,为材料的重复生产甚至产业化提供了保障。进一步将共轭齐聚物电解质(FFF-BIm4)用作磷光白光PLED的电子注入层,以高功函数金属Al作阴极,获得了高效的白光PLED(15.1cd/A和11887 cd/m2)。我们发现界面层材料所用的溶剂对多元共混的磷光发光层[PVK:OXD-7:FIrpic：(piq)2Ir(acac)]的发光性能有决定性影响。这一结果对多层结构器件的制备有重要意义。