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电化学沉积技术是利用具有电化学活性的有机分子在电极/溶液接触界面发生的氧化或还原偶联反应形成聚合物薄膜的方法,其特点是工艺简单,成本低廉,薄膜的化学和聚集态结构等性质可以通过对电沉积方法及条件的选择进行调控,更重要的是电沉积技术可以一步完成有机(聚合物)分子的合成和定向沉积成膜。如果对电极进行预图案化,通过控制不同图案区域的通断电状态,有机材料便可选择性的定向沉积在电极表面形成图案。因此,从原理上讲,电化学沉积是非常有潜力的图案化薄膜制备技术,并可能为制备低成本、高分辨的有机显示器件提供一种全新的技术方案。采用电化学沉积技术开发全彩色显示屏是一项崭新的技术领域,有可能带来传统技术的重大变革。虽然我们研究组近年来从电沉积前体分子设计和电沉积参数优化两个方面入手,在高发光效率薄膜的可控制备方面获得重要的进展。但是仍有很多问题亟待解决,例如对于电沉积薄膜化学结构和聚集态结构的精确调控的理论和方法尚不成系统,高质量图案化电沉积薄膜的控制方法尚不完善,器件的稳定性及影响因素还需深入认知,如何将电沉积技术工艺与有源TFT背板工艺相结合,这些都是电沉积技术及其在有机显示器件的应用中需要解决的关键科学问题和技术难题。鉴于电沉积技术在全新光电器件制备工艺方面的巨大潜力及实施过程中存在的关键问题。本论文以电沉积图案化有机发光薄膜及其在显示器件中的应用为主题,重点开展以下几方面研究:1.发展分子设计和界面修饰的方法,制备了高交联度、平整致密的电沉积发光薄膜,实现对电沉积薄膜化学和聚集态结构的精确控制。研究发现,在一定程度上增加前体的官能度(2,4,8)可显著提升薄膜的生长速度、提高薄膜内部的交联度、改善薄膜的平整性和致密性,进而提升器件的效率和稳定性。其本质在于官能度的增加导致异相电子转移速率的显著提升。我们利用八官能度前体OCBzC制备了电沉积OLED,其最大亮度和效率分别达到10000cd m-2和6.5cd A-1。进一步,我们利用PEDOT:PSS薄膜修饰ITO电极,实现对成核和生长过程的调控。修饰层将电沉积薄膜由ITO表面的岛状生长模式转变为层状生长模式,不仅明显提高了薄膜的平整性和致密性,还有效地减小了器件的漏电流,使发光效率提高了80%。其中,OCBzC电沉积OLED的最大亮度和效率分别提高到了14000cd m-2和9.5cdA-1。以上结果为进一步制备图案化的发光器件奠定基础。2.利用电活性自组装单层膜(SAMs,CzTh)修饰Au预图案化的硅片,制备了图案化的电沉积发光薄膜,该薄膜的表面均匀平整(RMS=1.1nm)、边缘粗糙度非常低(<1μm),在高精度显示器件上展现一定的应用潜力。电极不同区域导电性和亲疏水性的双重差异是电沉积具有高精度、高选择性的关键;同时,电活性SAMs与电沉积薄膜之间的偶联反应,也使薄膜的图案具有更好的形状保持能力。此外,我们首次利用电活性SAMs提高电沉积发光器件的效率和稳定性。研究发现紧密排列的SAMs可以有效的提高金电极的功函(4.7eV vs.5.4eV)、增加前体的沉积速度(15%)、提升薄膜的交联度(30%)、改善电沉积薄膜与电极的粘附性,并进一步提高OLED的效率(50%)和效率稳定性。以上研究丰富了图案化电沉积薄膜的制备方法,同时也为制备高性能电沉积OLED提供思路。3.提出利用TFT的开关功能控制发光分子选择性的电沉积以制备RGB发光像素,首次在氧化物TFT背板(有源基板)上实现了发光薄膜的精确、定向、可控电沉积,沉积过程无―边缘效应‖,薄膜表面均匀(RMS~4.0nm)、边界清楚,初步展示了电沉积技术在发光像素制备中的优势和潜力。进一步我们将电沉积技术与有源阵列基板技术工艺相结合,提出电沉积方法制备RGB薄膜的技术方案,使电沉积全彩色工艺路线初步贯通,迈出了电沉积技术与AMOLED产业对接的第一步。