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电磷光聚合物因结合了磷光材料的高效率和聚合物材料的可溶液加工性这两大优点而成为有机电致发光领域的研究重点。但此类材料目前存在一个影响器件效率的关键问题,即现有聚合物主体的三线态能级很低,导致从磷光掺杂剂向聚合物主体的三线态能量回传严重。针对这一问题,本论文围绕(1)磷光材料的构象控制,(2)高三线态聚合物主体,(3)基于高三线态主体的电磷光聚合物这三个主题开展了相关研究。 1.本论文提出“利用垂直构象抑制能量回传”的思想,将具有较低三线态能级的三联芴主体和磷光配合物之间采取螺环连接,使主体和掺杂剂之间保持相互垂直的构象,降低它们之间的电子相互作用,进而抑制三线态能量回传。磷光衰减实验和电致发光性质表明,相比于传统的物理共混体系,垂直构象的引入能够显著延长配合物的磷光寿命并大幅提高材料的电致发光效率(6-17倍),证明垂直构象的引入确起到了抑制三线态能量回传的作用。 2.论文设计并合成了一系列以三芳基膦氧为基本构建单元,兼具高三线态能级和双极传输特性的部分共轭型聚合物主体。通过对其主链和侧链结构的调节,实现了对其能级结构和载流子传输性能的调节。结果表明,氧原子引入聚合物主链能打断聚合物主链的共轭程度,使聚合物保持高的三线态能级(2.96eV)。另一方面,三芳基膦氧单元和咔唑(或三苯胺)单元的引入能同时提高聚合物的电子和空穴的注入/传输能力,使其具有双极特性。以此类高三线态聚合物作主体的蓝光双层器件的发光效率高达24.8cd/A,而以之作主体的蓝、绿、红光单层器件的效率则可分别达到9.8cd/A,32.3cd/A和4.9cd/A。 3.在上述聚合物主体的基础上,通过在其侧链以化学键引入蓝色或橙色磷光配合物,合成了系列单一蓝光和橙光电磷光聚合物,并通过对配合物含量的调节优化了其器件性能。结果表明,当掺杂含量为5mol%时,蓝光聚合物的器件效率高达19.4cd/A;当掺杂含量为3mol%时,橙光聚合物的器件效率达到10.4cd/A。 4.通过在聚合物的侧链同时引入蓝色和橙色磷光掺杂剂,并通过控制两者的投料比来调节EL光谱中蓝光和橙光的相对比例,首次得到了高效全磷光单一白光聚合物。这类聚合物中磷光掺杂剂的含量具有很宽的调节窗口,其中当蓝光和橙光配合物的含量分别为5mol%和0.6mol%时,聚合物的器件效率高达14.8cd/A,色坐标为(0.33,0.42)。