聚合物发光二极管(PLED)因为其在显示、照明、背光等领域的诱人的应用前景,而成为全世界学术界和工业界瞩目的焦点。经过二十年的研究,PLED的各项性能都取得了长足的进步,目前作为显示应用的聚合物平板显示屏已进入商业化阶段,但是PLED仍存在问题,有很多有待改进的地方,如：器件发光效率、寿命等。本论文的工作正式针对PLED存在的问题展开的研究。 PLED是“双载流子注入”型器件,在正向偏压的作用下电子和空穴分别从阴极和阳极注入,并由于电场的作用向对面电极迁移,在发光层中复合成激子,激子的辐射衰减得到发光。没有复合的电子和空穴继续向对面电极迁移,最终将引起阴极或者阳极的淬灭,或者与激子发生作用引起激子的淬灭,而造成低的器件性能。因此载流子电流的平衡对PLED的器件性能起着至关重要的作用。但是,大部分的聚合物发光材料都是单载流子传输的,也即发光层中电子为多数载流子或者空穴为多数载流子。因此增强载流子电流平衡是提高器件的性能的一个非常有效的途径。这也是很多研究人员提高器件性能的出发点。具体到器件结构的设计上,可以是在发光层中掺入可以提高发光层少数载流子电流的材料；制备多层结构器件,加入电子或者空穴阻挡层,将载流子限制在发光层中；或者采用可以有效传输发光层少数载流子的材料做为载流子传输层等。本论文中,我们针对不同类型的、存在不同问题的聚合物发光二极管或聚合物平板显示屏,具体问题具体分析,提出了不同的、行之有效的提高器件性能的方法。 近年来,一维有机纳米材料因为其独特的光学和电学性能,而在全世界范围内掀起了研究热潮,已被应用在诸多电子器件中。将有机纳米线引入到PLED的发光层中来提高器件性能的方法,在国际上尚属首例,这也是我们的第一部分的工作。纳米线的掺杂成功地将器件的外量子效率和发光效率提高到了原来的近两倍,从1％到1.92％,4.29cd/A到8.25cd/A。选用的有机纳米材料是一种易溶于普通的热溶剂中的高度取代的噻吩,冷却或溶剂挥发后易通过分子之间强的π-π相互作用组装成纳米线。其与聚合物发光材料F8BT的共混溶液旋涂成膜后,在F8BT中组装成尺寸均一、分布均匀的纳米线,纳米线有典型的空穴传输特性。结果表明纳米线的加入提高了发光层的空穴迁移率,并在一定程度上减少了电子的注入,降低了电子的传输,从而,增强了电子和空穴电流的平衡,最终有效地提高了器件的外量子效率和亮度效率。此方法不但大幅度提高了器件的性能,还保留了PLED溶液湿法制备的简单工艺。 我们还通过设计器件结构、选取合适的材料,制备了高效率的单层荧光聚合物共混的白光电致发光二极管。选用高效率的PFO、P-PPV和PFO-DHTBT三种荧光蓝、绿、红聚合物发光材料为白光的三基色材料,调节三者的共混比例得到色坐标(0.31,0.37)的白光,最高效率达到7.6cd/A,且白光光谱不随电压发生明显变化。 我们通过改进器件结构,得到了以共轭聚合物为主体的高效率绿光磷光发光。当选用共轭聚合物发光材料PFO作为磷光染料Ir(ppy)3的主体时,使用空穴传输层PVK,得到了24.8cd/A的高效率绿光发光,高于传统的非共轭聚合物PVK为主体的器件性能,20cd/A。取得高效率的原因,一方面因为PVK部分阻挡了从PFO主体到h(ppy)3客体的能量后转移,另一方面PVK的电子阻挡作用增加了Ir(ppy)3做为电子陷阱的几率,增强了磷光染料的电荷陷阱作用,从而得到了高效率的绿光电致发光器件。 聚合物平板显示屏因为其高效率、快响应、宽视角、高对比度、重量轻、体积小、低能耗、成本低等优点而成为新一代平板显示屏。在用传统旋涂工艺制备单色聚合物平板显示屏的过程中,因为基片隔离柱方向与材料所受离心力方向夹角小于等于90度,而引起材料沿着隔离柱堆积,造成单个像素内和整个屏的薄膜的不均匀,这样制备的显示屏只有60％的像素面积发光,导致显示屏低的发光效率和差的发光均匀性。我们通过改变旋涂时放置的基片与托盘中心的相对位置,使隔离柱方向与材料所受离心力方向尽量平行,将隔离柱引起的材料的堆积程度降到最低,得到了像素发光面积100％的、高发光效率、发光均匀性高于80％的、无缺陷的1.5"聚合物红、绿、蓝单色显示屏,显示屏的发光效率与用发光面积为0.15cm2的实验片优化的器件发光效率相当。