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  電化學(xué)聚合技術(shù)是利用前體分子在溶液/電極界面發(fā)生氧化或還原偶聯(lián)反應(yīng)制備功能性聚合薄膜的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、可大面積制備、薄膜沉積位置精確可控等優(yōu)點(diǎn)，為OLED顯示器件的制備提供一種簡(jiǎn)便的方法。傳統(tǒng)電聚合發(fā)光薄膜采用電化學(xué)活性溫和的咔唑?yàn)榫酆匣鶊F(tuán)，氧化還原可逆性好，摻雜比例低，但是咔唑通過(guò)循環(huán)伏安法聚合形成的一般是二聚體，交聯(lián)度較低，導(dǎo)致聚合薄膜質(zhì)地疏松，導(dǎo)電性差，效率低且穩(wěn)定性不好。

  針對(duì)以上問(wèn)題，劉琳琳教授課題組通過(guò)引入高活性的咔唑基團(tuán)，有效提升了咔唑電聚合的效率和可控性。將高電化學(xué)活性和氧化還原可逆性的4,4’,4’’-三（咔唑-9-基）三苯胺（TCTA）作為電聚合前體分子，通過(guò)引入同步粘度控制技術(shù)對(duì)TCTA的電聚合過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，在低電位低摻雜條件下獲得高交聯(lián)咔唑聚合物薄膜。紅外光譜研究證實(shí)，聚合薄膜中1,2-雙取代苯的峰幾乎消失，咔唑3.6位全部發(fā)生取代反應(yīng)，殘余的單體和二聚咔唑少。

圖1 (a) TCTA分子化學(xué)結(jié)構(gòu)式, (b) TCTA分子聚合取代位點(diǎn), (c) TCTA單體和不同條件下的聚合薄膜的傅里葉變換紅外光譜

  將上述聚合薄膜作為OLED器件的空穴傳輸層，發(fā)光層采用電聚合或旋涂法制備的OCBzC層，制備的電化學(xué)器件電導(dǎo)率和功率效率是沒(méi)有TCTA OEP層的器件的8倍和4倍；特別值得一提的，電聚合多層器件的電流密度已經(jīng)達(dá)到相同材料旋涂器件的同等水平，有效提高了器件的效率和穩(wěn)定性。基于電聚合雙層結(jié)構(gòu)成功制備出1.7英寸(58 ppi)單色無(wú)源矩陣器件，工作電壓低、效率高、發(fā)光均勻。該工作為電聚合方法的有機(jī)電致發(fā)光顯示應(yīng)用提供了新的思路。

圖2 (a) 有無(wú)TCTA OEP層的電化學(xué)器件和旋涂器件的電流密度-電壓曲線(xiàn), (b) 有無(wú)TCTA OEP層的電化學(xué)器件的亮度-電流密度-電流效率曲線(xiàn)

圖3 1.7英寸單色無(wú)源矩陣顯示器：(a, b) PM-ITO/TCTA (30 nm)/OCBzC (~80 nm)/TPBi (35 nm)/CsF (1.5 nm)/Al (100 nm) and (c) PM-ITO/ OCBzC (~80 nm)/TPBi (35 nm)/CsF (1.5 nm) /Al (100 nm)

  以上相關(guān)成果發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.9b22456）上。該工作主要由華南理工大學(xué)碩士生梁依倩和劉操完成（共同第一作者），通訊作者為劉琳琳教授。誠(chéng)摯感謝廣州新視界光電科技有限公司的技術(shù)支持，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料專(zhuān)項(xiàng)和廣州市科學(xué)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目專(zhuān)題的資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b22456