近年來，“固態(tài)光源”新技術(shù)出現(xiàn)在人們的視線中，固態(tài)光源主要指LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）和OLED（Organic Light Emitting Diode，有機發(fā)光二極管）。LED是點光源，具有效率高、驅(qū)動電壓低的優(yōu)勢，目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)；OLED為面光源，發(fā)光更加均勻，顯色指數(shù)更高，而且可以實現(xiàn)大面積照明，極高的效率和極低的驅(qū)動電壓等，另外還有希望制備在柔性襯底上，實現(xiàn)柔性照明。雖然現(xiàn)在OLED照明還未產(chǎn)業(yè)化，但是其潛在的應(yīng)用前景，引起了全世界的關(guān)注。

　　OLED作為照明器件的研究始于上世紀(jì)90年代初，日本山形大學(xué)的Kido教授在Science上發(fā)表了白光OLED（WOLED）相關(guān)研究。雖然器件的效率只有0.83lm/W，卻引發(fā)了人們研究白光OLED的熱潮。在十余年的發(fā)展中，白光OLED在不斷的進步，2006年，白光OLED達到64lm/W；2008年，白光OLED的最高效率達到102lm/W；2009年，Karl Leo教授的小組宣布，其制備的白光OLED，可以實現(xiàn)124lm/W。

　　白光OLED的發(fā)展離不開各國政府的投資和支持，如美國能源部、歐盟等都非常看好OLED在照明領(lǐng)域的前景，2008年美國能源部（DOE）共投資7470萬美元對51個固態(tài)照明項目計劃進行支持，其中OLED照明共有25個項目，總經(jīng)費為3690萬美元，占所有項目的49.4%。歐盟于2004年成立了OLLA（Organic Light Emitting Diodes for Lighting Applications）專案計劃，專門投資對白光OLED照明的研發(fā)，2008年，歐盟又成立了OLED 100.eu，持續(xù)對OLED照明的投資支持，并設(shè)定了2011年白光OLED效率達到100lm/W、壽命達到10萬小時、發(fā)光面積為1m2的目標(biāo)。我國也非常重視對白光OLED照明的研發(fā)，清華大學(xué)在863項目的支持下，對OLED白光技術(shù)進行了相關(guān)的研究工作，取得了重大進步。

　　目前影響白光OLED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的兩個關(guān)鍵指標(biāo)是效率和壽命，而影響這兩個關(guān)鍵指標(biāo)的源頭是材料和器件結(jié)構(gòu)，所以我們在開發(fā)新型材料和研究新型器件結(jié)構(gòu)方面進行了深入的研究。

　　1.新型有機材料

　　白光OLED需要用的材料包括傳輸型材料和發(fā)光型材料，發(fā)光型材料涉及熒光材料和磷光材料，熒光材料的壽命較好，但是效率較低；磷光材料可實現(xiàn)較高的內(nèi)量子效率，但目前藍光磷光材料的壽命較低，這成為白光OLED性能提高的瓶頸，所以開發(fā)高性能的藍光磷光發(fā)光材料和與之匹配的主體材料非常重要。

　　（1） 藍光磷光主體材料

　　主體材料和染料共摻作為發(fā)光層時，一般要求主體材料的能帶帶隙高于染料的帶隙，而對于藍光磷光的主體材料來說，還要求具有高的三線態(tài)能級，為此，我們設(shè)計合成了一系列高三線態(tài)能級的藍光磷光主體材料，如下圖結(jié)構(gòu)所示。

　　這類咔唑/芴復(fù)合物新材料熱穩(wěn)定性好，加熱到400℃以上仍不分解，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg達160℃以上。材料三線態(tài)能級高，為2.84~2.88eV。叔丁基取代對能級影響不明顯，卻對薄膜光譜影響很大，減弱了分子間的相互作用，從而消除了長波的聚集物的發(fā)光。叔丁基取代的二咔唑基苯基芴(TBCPF)的循環(huán)伏安掃描顯示出可逆性，表明電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于一般咔唑類材料。TBCPF具有良好的溶解性和成膜性，可用于濕法制備高效率的藍光和白光器件。采用TBCPF作為主體材料，濕法制備了高性能的單發(fā)光層小分子磷光白光器件。優(yōu)化后的雙層磷光白光器件的最大電流效率達到了29.6cd/A，最大功率效率為15.6lm/W。濕法制備的單發(fā)光層器件表現(xiàn)了良好的白光發(fā)射性能，而且色坐標(biāo)隨電壓變化不大。

　　（2）藍光磷光發(fā)光材料

　　在白光照明方面，基于離子型銥金屬配合物可用于結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)光電化學(xué)池器件。針對藍光離子型銥金屬配合物缺乏的問題，我們提出并證實了一種新的獲得藍光離子型銥金屬配合物的分子設(shè)計思想，即在離子型銥金屬配合物的輔助配體中引入給電子的氮原子，提升材料的最高未占分子軌道（LUMO）能級，從而實現(xiàn)材料發(fā)光的顯著藍移。我們制備了藍光發(fā)光電化學(xué)池器件，電致光譜的發(fā)射峰位于460nm，色坐標(biāo)(0.20, 0.28)，是目前報道的發(fā)光最藍的發(fā)光電化學(xué)池。