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利用有机电致磷光来提高发光器件量子效率,是近年来光电信息功能材料的研究热点,而磷光主体材料研究则是进一步拓展电致磷光器件商业化的关键。目前,在保证磷光主体材料较高三线激发态能级的前提下,如何协同提高主体材料的热化学稳定性、电荷传输平衡、与客体材料的良好相容性等,成为主体材料的研究设计重点。在发光器件制备工艺方面,湿法成膜具有设备简单、成本低等优点,因此溶液成膜性能也是磷光主体材料设计的一个重要考虑因素。本文目的是设计合成具有良好溶液成膜性、高三线态能级、平衡电荷传输、与客体良好相容等特性的磷光主体材料,并研究其光电器件性能。通过Friedel-Crafts亲电取代反应,我们设计合成了具有立体结构、单分散三苯胺-芴、咔唑-芴和二氮杂芴-三苯胺等齐聚物磷光主体材料,以及芘-芴共聚的深蓝色荧光染料。该设计可以充分利用空间方向伸展的芴臂来有效避免咔唑(三苯胺)和芴聚集,赋予主体材料稳定的聚集态；立体结构有助于与客体材料良好相容；利用芴臂之间、臂链与核的非共轭连接,协同发挥各个基团的光电功能,保证了膜的形貌稳定和发光层电荷传输平衡,最终实现了稳定、高效的有机电致磷光和荧光器件制备。主要研究内容和结果总结如下：(1)基于三苯胺笏的环状齐聚物磷光主体材料设计及其光电性能利用三苯胺与芴醇之间的Friedel-Crafts亲电取代反应,合成了单分散环状三苯胺-芴三聚体(TPAF)3作为磷光主体材料研究。该分子中每个三苯胺通过芴9位碳原子通过sp3形式非共轭相连,使其具有较高的三线态能级(2.82 eV)；较高分子量和大环状空间结构使其具有良好的热稳定性(0～300℃范围内未检测到Tg,Td5%>500℃)及与客体材料相容性(AFM测试显示膜表面均方根粗糙度为0.42 nm)。实验发现,三苯胺基团与1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)、4,4’-双(N-咔唑)-1,1’-联苯(CBP)会形成激基复合物发光。由此我们制备了湿法成膜的白色电致磷光器件：ITO/PEDOT:PSS(25 nm)/(TPAF)3:OXD-7:FIrpic(1:0.3:0.15,40 nm)/CBP (0-35 nm)/TPBI (35 nm)/Ca (10 nm)/Ag,器件最大亮度和最大流明效率达到14213 cd/m2和22.6 cd/A,电致发光光谱CIE坐标为(0.27,0.32)。本文器件结构与一般白色发光器件区别在于：后者大都采用多染料掺杂或多发光层堆叠方法,而前者利用激基复合物发光,仅使用一种蓝磷光客体材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)就实现白色电致磷光发光,为白色电致磷光器件提供了一个新的设计思路。(2)基于咔唑笏的环状齐聚物磷光主体材料设计及其光电性能利用咔唑与芴醇之间的Friedel-Crafts亲电取代反应,合成了单分散环状咔唑-芴四聚体(PhCzF)4作为磷光主体材料研究。分子中咔唑和芴9位碳原子通过sp3形式非共轭连接,同时棒状芴穿插于环平面而形成刚性的三维结构,使得分子具有2.82 eV的三线态能级和良好的成膜性及掺杂能力。以(PhCzF)4和1,1-双[4-[N,N-二对甲苯氨基]苯基]环己烷(TAPC)为混合主体材料制备了结构为ITO/PEDOT:PSS (25 nm)/[(PhCzF)4:TAPC=1:1]:Firpic 23 wt%(30 nm)/TPBI (35 nm)/Ca (10 nm)/Ag蓝色磷光器件。该器件启动电压3.3 V,最大亮度达到11243 cd/m2,最大流明效率和最大外量子效率分别为1 8.8 cd/A和8.7%。此外,以(PhCzF)4、TAPC和1,3-双[5-(4-叔丁基苯基)-2-[1,3,4]恶二唑基]苯(OXD-7)为混合主体的器件其启动电压进一步降低到2.9 V,且在100和1000 cd/m2时的操作电压分别仅为3.8和4.6 V,流明效率分别为12.0和14.1 cd/A。本文以简单两步法反应得到了单分散环状咔唑类齐聚物作为磷光主体材料,湿法成膜的发光器件性能良好。(3)基于二氮芴-三苯胺的双极性磷光主体材料合成及其光电性能利用三苯胺与二氮芴醇的Friedel-Crafts亲电取代反应,合成了一系列基于二氮芴-三苯胺双极性磷光主体材料TPA-DAFn(n=1～3),设计分子中具有不同比例的电子-空穴传输单元。其单载流子器件结果表明TPA-DAF具有最平衡的电荷传输能力,TPA-DAF2次之,TPA-DAF3电荷传输最不平衡。以这三个分子为主体材料分别制备了红光、绿光和蓝光磷光器件。其中,基于TPA-DAF的器件显示了最好的器件性能,其蓝、绿、红光磷光器件的最大流明效率和外量子效率分别为20.6、24.5和12.5 cd/A及8.5、7.6和4.5%,并显示较小的流明效率滑落。例如,基于TPA-D崾的蓝色电致磷光器件在973、5586和9310 cd/m2亮度时其对应的流明效率分别为20.0、19.5和17.6 cd/A,也即当亮度从1000提高到10000 cd/m2,仅仅有12%的效率滑落。本文以Friedel-Crafts反应构筑了不同比例电子-空穴传输单元的分子来优化调控发光层电荷传输平衡,最终制备了性能良好的发光器件。(4)芘笏的深蓝色荧光染料设计及其光电性能利用三苯胺类化合物与芘功能化的芴醇之间Friedel-Crafts亲电取代反应,合成了以三苯胺(或4,4’-双(N-咔唑)-1,1’-联苯CBP)为核的芘-芴齐聚物,TPA-PyF3和CBP-PyF3,作为蓝色荧光染料研究。分子中芘和三聚芴、三苯胺(或CBP)的非共轭连接有效结合了各基团的性能,使其具有较高的荧光量子效率、载流子传输能力和空穴注入能力；核-表面结构有效避免芘聚集,使齐聚物具有优异的热稳定性和成膜能力。齐聚物荧光发射峰在394和418 nm,溶液荧光量子效率分别为0.84和0.89。溶液法制备了深蓝色荧光器件ITO/PEDOT:PSS (25 nm)/TPA-PyF3 or CBP-PyF3 (40 nm)/TPBI (35 nm)/Ca(10 nm)/Ag。其中,基于CBP-PyF3的荧光器件具有更好的发光性能,器件在200 cd/m2时达到最高效率,其最大流明效率和最大外量子效率分别为1.68 cd/A和2.07%,CIE坐标为(0.16,0.08)。同时,器件的流明效率滑落较低,在100和1000 cd/m2时,其流明效率仍然保持在1.44和1.20cd/A。