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有机发光二极管(OLEDs)在显示和照明领域已经获得了极大的关注,尤其是对高色纯度的超高清显示而言,窄谱带发射至关重要。由于有机分子基态与激发态之间固有的振动耦合以及激发态的结构弛豫等问题,已经商业化的材料仍然存在相对较宽的发射光谱。为了满足视觉逼真度的要求,必须采用滤光片或光学微腔等技术在器件中切除电致发光光谱的边缘区域来提高色纯度,但通常伴随着20%-40%左右的能量损失,限制了OLEDs的实际应用。所以,从有机材料的发光机理出发,开发本身具有窄半峰宽的有机发光材料不仅可以省略滤光技术,还可以节约能源,有利于实现高效率以及高色纯度的显示技术。本论文以发展高性能的窄半峰宽有机荧光材料及制备高色纯度、高效率、低滚降电致发光器件为目标,主要的内容有以下几个部分:1.以刚性的基团蒽为分子骨架,分别以菲并咪唑、咔唑、三苯胺为给体,2,4,6-三苯基-1,3,5-均三嗪(简称三嗪)基团为受体设计合成了三个D-π-A分子PIAn TAZ、Cz An TAZ和TPAAn TAZ。光物理实验结合理论计算表明了降低给体的给电子能力形成弱的分子内电荷转移(CT)激发态,不但有利于电子的自旋翻转,还能够抑制结构弛豫获得窄半峰宽的蓝光发射。其中以双极性的菲并咪唑基团作为给体的PIAn TAZ材料展现了最优异的器件性能:非掺杂器件的最大亮度达到58675 cd m-2,最大外量子效率(EQE)为7.96%,并伴随着小的效率滚降。最主要的是,PIAn TAZ非掺杂器件的半峰宽(FWHM)为63 nm,明显小于同种器件结构下具有强CT态的分子TPAAn TAZ的FWHM(72 nm)。实验结果表明通过减弱分子内的电荷转移有利于窄化荧光分子的半峰宽,最终实现高效率高色纯度的非掺杂蓝光器件。2.根据前一章的工作,将受体三嗪基团替换成间三联苯基团,设计合成深蓝光材料PIAn TPh。这样的分子设计策略不仅可以进一步减弱分子内的CT态效应,还可以有效抑制分子间堆积导致的荧光淬灭。另一方面,引入具有更加扩展的π共轭刚性平面结构的芘并咪唑基团设计合成Py IAn TPh。基于PIAn TPh和Py IAn TPh掺杂器件的电致发光主峰都位于448 nm,FWHM分别为50和52 nm,CIE坐标分别为(0.15,0.06)和(0.15,0.07),充分接近EBU所定义的深蓝光标准(0.15,0.06)。PIAn TPh和Py IAn TPh的EQE分别高达8.09%和8.44%,是当时深蓝光器件的最高值之一。通过光物理测试和瞬态电致发光光谱,证实了优异的器件性能主要源于热激子机理。3.以刚性的BCz-BN分子骨架为母核,引入单键连接的中性空间位阻基团设计合成了TW-BN、TPh-BN、p Cz-BN和m Cz-BN四个MR-TADF分子。这种大的空间位阻基团不仅可以减弱分子之间的相互作用,减缓效率滚降,还可以显著地降低高频的碳-碳键的伸缩振动模式,提高以扭转振动为主的低频振动模式,两者结合抑制整个分子的结构弛豫,减弱重组能,实现窄半峰宽的发射。因此,这四个分子在甲苯溶液中均实现了小的FWHM(<21 nm/0.11 e V)和高的辐射跃迁速率(>1.0×10~8s-1)。由于三联苯基团具有更加扭曲的结构,TPh-BN掺杂器件性能最佳:表现出最大EQE为28.9%,以及小的效率滚降和良好的稳定性。最主要的是,基于TPh-BN掺杂器件的FWHM小于0.14 e V,为进一步减小硼/氮体系的半峰宽以及制备高效率的MR-TADF材料提供了思路。4.在本章中,以BCz-BN和2PTZ-BN为母核,设计合成了两个具有不对称结构的MR-TADF材料Cz-PTZ-BN和2Cz-PTZ-BN。一方面,采用BCz-BN为母核,可以实现高的发光效率(>90%);另一方面,引入含硫原子的吩噻嗪基团可以提高反向系间窜越速率(~10~5s-1);此外,在硼原子取代苯环的对位上引入大的位阻基团可以增大相邻分子MR核心的距离,抑制浓度引起的荧光淬灭以及激子淬灭,从而实现高效率和低效率滚降的窄光谱发光材料及器件。在没有使用任何敏化剂或者激基复合物做主体的情况下,基于2Cz-PTZ-BN的掺杂器件展现出了优异的电致发光性能,最大亮度为26887 cd m-2,最大的EQE为32.8%。最主要的是,该器件在高亮度下实现了高的效率,在100 cd m-2和1000 cd m-2的高亮度下,依旧保持着30.8%和23.5%的EQE,为相同亮度下MR-TADF器件的最高值。这项工作为发展具有高效率和低效率滚降的MR-TADF材料和器件提供了有益的参考。