电化学聚合技术是利用前体分子在溶液/电极界面发生氧化或还原偶联反应制备功能性聚合薄膜的方法，具有工艺简单、成本低、可大面积制备、薄膜沉积位置精确可控等优点，为OLED显示器件的制备提供一种简便的方法。传统电聚合发光薄膜采用电化学活性温和的咔唑为聚合基团，氧化还原可逆性好，掺杂比例低，但是咔唑通过循环伏安法聚合形成的一般是二聚体，交联度较低，导致聚合薄膜质地疏松，导电性差，效率低且稳定性不好。

  针对以上问题，刘琳琳教授课题组通过引入高活性的咔唑基团，有效提升了咔唑电聚合的效率和可控性。将高电化学活性和氧化还原可逆性的4,4’,4’’-三（咔唑-9-基）三苯胺（TCTA）作为电聚合前体分子，通过引入同步粘度控制技术对TCTA的电聚合过程进行调控，在低电位低掺杂条件下获得高交联咔唑聚合物薄膜。红外光谱研究证实，聚合薄膜中1,2-双取代苯的峰几乎消失，咔唑3.6位全部发生取代反应，残余的单体和二聚咔唑少。

图1 (a) TCTA分子化学结构式, (b) TCTA分子聚合取代位点, (c) TCTA单体和不同条件下的聚合薄膜的傅里叶变换红外光谱

  将上述聚合薄膜作为OLED器件的空穴传输层，发光层采用电聚合或旋涂法制备的OCBzC层，制备的电化学器件电导率和功率效率是没有TCTA OEP层的器件的8倍和4倍；特别值得一提的，电聚合多层器件的电流密度已经达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稳定性。基于电聚合双层结构成功制备出1.7英寸(58 ppi)单色无源矩阵器件，工作电压低、效率高、发光均匀。该工作为电聚合方法的有机电致发光显示应用提供了新的思路。

图2 (a) 有无TCTA OEP层的电化学器件和旋涂器件的电流密度-电压曲线, (b) 有无TCTA OEP层的电化学器件的亮度-电流密度-电流效率曲线

图3 1.7英寸单色无源矩阵显示器：(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)

  以上相关成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.9b22456）上。该工作主要由华南理工大学硕士生梁依倩和刘操完成（共同第一作者），通讯作者为刘琳琳教授。诚挚感谢广州新视界光电科技有限公司的技术支持，国家重点研发计战略性先进电子材料专项和广州市科学研究计划重点项目专题的资助。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b22456