【摘 要】
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有机电致发光（OLED）技术已广泛应用于全彩柔性显示和固态照明领域,相关产品也已走进千家万户。特别地,作为三原色之一,蓝光在OLED应用中尤为关键。尽管技术日益成熟,但蓝光OLED中仍存在诸多问题,主要包括器件中功能材料的载流子迁移率不匹配,致使器件稳定性差;器件结构复杂,制备成本高;以及高性能蓝光荧光材料稀缺。为了解决上述问题,本论文拟从以下三个方面:（1）开发新型高电子迁移率的蒽基电子传输材料
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有机电致发光（OLED）技术已广泛应用于全彩柔性显示和固态照明领域,相关产品也已走进千家万户。特别地,作为三原色之一,蓝光在OLED应用中尤为关键。尽管技术日益成熟,但蓝光OLED中仍存在诸多问题,主要包括器件中功能材料的载流子迁移率不匹配,致使器件稳定性差;器件结构复杂,制备成本高;以及高性能蓝光荧光材料稀缺。为了解决上述问题,本论文拟从以下三个方面:（1）开发新型高电子迁移率的蒽基电子传输材料（ETMs）促进发光层中载流子平衡,进而提升蓝光荧光器件性能;（2）开发兼具蓝光发射的多功能蒽基ETMs来简化蓝光荧光器件结构;（3）探究新型蒽基ETMs在简化器件结构、提升效率和降低滚降方面的物理机制,为蓝光OLED中存在的问题提供解决方案。具体内容如下:（1）提出“大体积高位阻缺电子基团外围修饰”的设计策略,采用大体积、缺电子的双氮杂咔唑基团非对称地修饰蒽核心,设计合成了四个新型蒽基ETMs。四个化合物的电子迁移率处于10-3 cm~2V-1s-1数量级,其中m-S15NCz DPA的电子迁移率达到3.3×10-3 cm~2V-1s-1,处于电子迁移率较高的ETMs行列。以四个化合物作为ETMs制备了天蓝光荧光OLED器件,其中基于m-S15NCz DPA的器件获得了9.00%的最大外量子效率(EQEmax),在目前同类型器件性能中数一数二;基于p-S25NCz DPA的器件实现了极低的效率滚降,在50000 cd m-2亮度下表现出几乎为0%的效率滚降。（2）提出“单体三线态V型布局”的设计策略,采用高三线态能级（ET）的双氮杂咔唑对称地修饰蒽核心,设计合成了四个新型蒽基ETMs。由于大体积、缺电子基团1,5-双氮杂咔唑（15NCz）的数目增加和修饰位点优化,m-D15NCz DPA的电子传输性能最优,其电子迁移率高达5.2×10-3 cm~2V-1s-1,是（1）中m-S15NCz DPA的电子迁移率的1.5倍。以四个化合物作为ETMs制备的天蓝光荧光OLED性能表现优异,其中基于m-D15NCz DPA器件获得8.66%的EQEmax,相较于（1）中基于m-S15NCz DPA的器件(在50000 cd m-2亮度下的效率滚降为22.0%),此器件的效率滚降降低(在50000 cd m-2亮度下的效率滚降为13.8%)。（3）基于“大体积基团外围包封”策略,为充分发挥蒽基团优异的光电性能,外围采用大位阻的15NCz和三联苯/吡啶基团对其进行修饰,设计合成了两个兼具高效蓝光发射的蒽基ETMs。以两个化合物制备的结构简化的蓝光荧光器件（单侧同质器件）相较于TPBi作为ETM制备的器件性能更优,获得了低的开启电压,实现了深蓝发射,EQEmax约为5.80%,在同类型单侧同质器件效率中处于领先水平。（4）采用大体积、缺电子的15NCz和吸电子基团二苯基磷氧非对称地修饰蒽核心,设计合成了两个兼具蓝光发射的蒽基ETMs。相较于（3）中的两个化合物,这两个化合物具有更高且平衡的双极载流子传输性能,更高荧光量子产率（PLQY）和深蓝发射特性。以两个化合物制备的单侧同质蓝光荧光器件相较于TPBi作为ETMs的器件以及（3）中单侧同质器件的性能更优,其中基于p-PO15NCz DPA的单侧同质器件展现了最优的器件性能,具体表现为CIE坐标位于（0.151,0.066）的深蓝发射,EQEmax为6.40%,其效率和光色在目前同类型器件中处于较高水平;以两个化合物制备了超简单的同质器件,其中基于p-PO15NCz DPA的器件在1000和5000 cd m-2亮度下,实现了极低的效率滚降,分别为1.3%和4.8%。（5）由单蒽体系拓展到双蒽范畴,构建了两种不同类别的双蒽构型,基于“单体三线态V型布局”的设计策略,同时采用大位阻、高ET的15NCz单体对其进行外围修饰,设计合成了两个双蒽型ETMs。两个化合物的电子迁移率数值处于10-4～10-3 cm~2V-1s-1数量级,热稳定性较好。首次以两个新型双蒽型化合物作为ETMs、自主合成的p-3Cz15NCz Tz作为蓝光延迟荧光客体制备了蓝光OLED器件,相较于基于传统电子传输材料TPBi制备的器件性能更优,均实现了约10%的EQEmax和电致发光峰约为470 nm的蓝光发射。基于以上的研究,设计合成的ETMs和兼具蓝光发射的多功能ETMs,为简化器件结构、提升蓝光荧光器件性能提供了行之有效的方案,也为后续多功能有机材料的设计提供策略、奠定基础。
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