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过去的三十年里,OLED(Organic Light Emitting Diode)已经取得了巨大的进步,由于一些得天独厚的优点,例如超薄,视角宽,响应快,使其在显示和照明方面得到了实际应用。OLED器件的高速发展与发光层材料的研究密不可分。目前商用化的客体主要为磷光材料,一方面是其可以突破传统荧光发光材料在OLED器件中25%的理论内量子效率,同时利用单线态及三线态激子达到100%的内量子效率(Internal Quantum Efficiency,IQE);另一方面,磷光材料可以克服热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料器件色纯度不够,效率滚降严重等问题。不过,磷光客体仍有很多缺陷,由于寿命较长,会导致浓度淬灭,所以通常采用主-客体掺杂方式将磷光材料分散开来。一来可以有效抑制三重态-三重态湮灭,二来可以确保主-客体能量有效转移。尽管绿色磷光材料已经得到了实际应用,但蓝光及红光材料广泛商业化仍然存在很多阻碍,最棘手的问题就是外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)不够高。蓝光客体材料带隙较宽,三线态较高,这对材料的设计及合成带来了很大难度;红光材料带隙较窄,很容易发生非辐射跃迁,导致器件效率较低。近年来,报道了很多稳定的主体材料并将其应用于PHOLED(Phosphorescence Organic Light Emitting Diode)以确保能量有效地转移到磷光客体获得高效的EQE。故本文的重点在于设计并合成高效稳定的主体材料并将其应用到红光或蓝光PHOLED以提高其器件性能。1.通过对mCP分子进行改性设计并合成了三个在中心苯环的1,3,5-位连接不同官能团的新型双极性化合物(CNTPA-CZ,CNTPA-PX和CNTPA-PTZ)。三个化合物分别以咔唑/吩噁嗪/吩噻嗪(CZ/PXZ/PTZ)和苄腈作为给电子和吸电子基团,以此实现双极性传输并通过单空穴和单电子器件结果得以证实。从这三个主体到客体Ir(MDQ)2(acac)实现了高效地能量转移,使得红光PHOLED取得优良的器件性能,最大EQE均超过20%,主体CNTPA-PXZ和CNTPA-PTZ制备的PHOLED在亮度为500 cd/m2下的EQE也都超过20%。由CNTPA-PTZ作为主体的红光PHOLED表现出优异的器件性能,最大电流(Current Efficiency,CE)、功率效率(Power Efficiency,PE)、EQE 分别可达 42.5 cd/A、44.3 lm/w、23.4%,从最大EQE到亮度为500 cd/m2下的效率滚降仅为3.4%,另外,其在1000 cd/m2亮度下EQE仍有21.4%。2.设计并合成了三个以二苯基咔唑/二咔唑/三咔唑(Cz2Ph/2Cz/3Cz)和2-氰基联苯作为给体和受体来实现双极性传输的新型热活化延迟荧光(TADF)材料(BPCN-Cz2Ph,BPCN-2CZ 和 BPCN-3Cz)。化合物 BPCN-Cz2Ph,BPCN-2Cz,BPCN-3Cz的单重态-三重态差值(△EsT)分别为0.31,0.22,0.17 eV,较小的△EsT值使其具备典型的TADF特性,这可归因于三个分子较为扭曲的构型。三个TADF材料的三线态均超过2.7 eV,将其作为主体到FIrpic客体的有效能量转移使得蓝色磷光OLED表现出高效的器件性能,驱动电压较低且最大EQE达到24%。尤其是以BPCN-2Cz为主体的蓝光PHOLED,其最大CE,PE分别可达50 cd/A,46.8 lm/w。此外,以BPCN-Cz2Ph和BPCN-2Cz为主体的OLED器件在亮度为1000 cd/m2下EQE仍可达21.0和21.5%,且从最大EQE到亮度为1000 cd/m2下的效率滚降仅为5和10%,这与许多报道的蓝光PHOLED相比要低很多。综上所述,我们设计并合成了不同类型的D-A(Donor-Acceptor)型主体材料,通过改变不同的给体单元,进而调控分子电致发光性能。以这些材料为主体的PHOLED器件均取得了良好的性能,这也为高效主体材料的开发起到了一定的指导作用。