具载流子传输特性的高效电致磷光芳香膦氧主体的设计合成

1、具载流子传输特性的高效电致磷光芳香膦氧主体的设计合成三重态激发态能级和载流子注入 / 传输性能是电致磷光主体材料性能的两个 关键因素， 也是此类材料设计中的一对主要矛盾。 在各类主体材料中， 芳香膦氧 类主体材料由于其本身独特的优势， 近年来受到人们的关注和广泛研究， 被认为 是解决电致磷光器件驱动电压高和发光效率不稳定等关键问题的重要途径。其特点主要表现在：膦氧基团能够有效打断共轭，保持较高的三线态能级(tripletenergylevel , T1)；同时又能够有效极化分子，提高材料的电子注入/ 传输能力。然而，目前芳香膦氧主体材料在结构设计上的局限性使得此类材料的 特点没有完全发挥出来。

2、本论文以芳香膦氧化合物为研究对象， 提出了两种获得高三线态能级的有效 策略，即“多重共轭打断”和“对称短轴修饰” 。基于这两种修饰策略，成功获 得了一系列具有高三线态能级的芳香膦氧类模板分子。进而通过引入咔唑、 三苯胺等空穴传输基团， 对模板分子进行更为复杂的 “多 功能化修饰”，通过改变取代基团的类型、数量和修饰位置来细致调节材料的激 发态能级和载流子传输特性，对主体材料的构效关系进行了系统的研究。 1、以 苯醚(diphenylether , DPE 为母体，引入二苯基膦氧(diphenyl phosphineoxide ， DPPO基团构筑了“多重共轭打断”型模板分子DPEPO由于推电子

3、型-O-和吸电子型P=O打断连接的共同作用，化合物的T1保持在 3.0eV。而两者不同的推吸电子效应使得分子被更充分地极化，前线轨道的电子 云分布实现了完全分离。引入咔唑等空穴传输基团以后，分子的 HOM能级被有效调节，从而实现更为均衡的空穴和电子注入/传输能力。其中，以DPEPOC为主体的蓝光Flrpic 掺杂器件，其启亮电压低至 2.6V ，最大电流效率( current efficiency ，C.E. )、 功率效率( power efficiency ，P.E. )和外量子效率( external quantum efficiency ，E.Q.E. )分别达到了 21.4cdA-1

4、 ，21.0lmW-1 和 12.0%。2、以二苯并呋喃(dibenzofuran , DBF为母体，在其 4,6-位引入二苯基 膦氧基团构筑了 “对称短轴修饰” 型模板分子。 对称短轴修饰具有更为突出的调 控光电性质的能力，主要表现在：(1限制共轭长度，有效抑制P=0对母体T1 的影响；( 2)更有效地极化分子，提高载流子注入和传输性能。基于此策略的模板分子DBFxPO具有高达3.15eV的T1,实现了低压驱动的 高效电致磷光器件。其中基于DBFSP主体的蓝光器件获得了 2.6V的启亮电压和 非常稳定的发光器件，亮度升至1000cdm-2时效率仅下降4%在没有任何辅助技术下，其白光器件在亮度

5、为1000cdm-2的驱动电压仅为3.4V，而P.E.和E.Q.E分别高达30lmW-1和12% 效率衰减仅为14呀口 3% 是目 前文献报道的综合性能最优异的单一主体白光器件之一。对模板分子进行多功能化修饰后，主体分子的高三线态能级仍被有效保持( >2 .8eV )，同时表现出了更强更平衡的载流子传输特性，其中基于DBFDPOPhC的蓝光和绿光器件在实现相似发光效率的同时，其驱动电压进一步 降低至2.4V。3、以二苯并噻吩(dibenzothiophene ，DBT为母体，通过“对 称短轴修饰”策略同样获得了高三线态能级的模板化合物DBTxPO研究了不同母体核对膦氧主体性质的影

6、响。得益于二苯并噻吩良好的空穴传输性能，DBTxPO勺HOM能级较DBFxPO!高了 0.4eV，HOMO-LUMO隙降低了 0.3eV。因此DBTxPO模板分子具有更为均衡的载流子注入/传输性能，其器件性能也得到了大幅度的!高基于DBTDP的蓝光器件实现了低至2.4V的启亮电压，而在额定亮度100 和1000cdm-2下该器件的驱动电压仍分别低于 2.8和3.2V。该器件的最大亮度和效率分别高达 14780cdm-2、28.8cdA-1 、32.3lmW-1 和 14.3%，同时该器件表 现出了非常优异的效率稳定性，亮度达 1000cdm-2时，各效率仅衰减5.2%（C.E.）,12.7%（P.E.）和 5.6% （E.Q.E.）。通过本文的工作， 我们不仅验证