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随着科技的快速发展,有机电致发光器件(OLED)在显示和照明领域呈现出快速发展的趋势。高性能有机半导体材料的研发、关键的器件制备工艺和封装技术在该领域显得尤为重要。目前,应用于OLED器件的有机半导体材料,其发射波段基本集中在可见光波段范围内,而针对特殊领域的紫外及深蓝光波长范围(300~420 nm)的有机发光材料种类较少且性能有待提高。本论文主要基于小分子Ullazine骨架为主体,通过等电子和等结构的B-N键替换C=C键并引入不同官能团合成紫外和深蓝光波段的BN-Ullazine衍生物。通过深入研究其光物理特性,制备出基于此类衍生物的OLED器件。设计了新型的掺杂型空穴传输层与BN-Ullazine衍生物相匹配,有效地提高了器件的发光性能。此外,利用BN-Ullazine衍生物作为主体材料制备出高效的磷光OLED器件。本文的主要研究内容包括以下几个方面:1.通过在BN-Ullazine骨架上引入不同官能团得到了6种衍生物,采用吸收光谱、光致发光光谱(PL)、时间分辨光致发光光谱(TRPL)和循环伏安(C-V)等测试手段,研究了其光物理特性。发现此类化合物具有较宽的光学带隙,除化合物1b外,其它衍生物均表现出紫外及深蓝光发射。同时,苄基的引入使得化合物2a-2c的热稳定性、光学带隙和荧光寿命都呈现出增大的趋势。结合密度函数理论(DFT)与溶剂效应中的Lippert-Mataga模型,发现苄基的引入可导致分子结构中二面角的改变,从而使得衍生物在引入苄基后呈现出局域激发态(LE)与电荷转移态(CT)等价杂化形成的HLCT态。此外,通过原子力显微镜(AFM)分析了衍生物的成膜特性,并结合空间电荷限制电流(SCLC)理论分析了衍生物薄膜的载流子迁移率。最后为探究其电致发光特性,将BN-Ullazine衍生物作为发光层制备出紫外有机电致发光器件(UV-OLED)。其中器件2c的发光性能最佳,其启亮电压、最大辐照度和外量子效率(EQE)分别为7 V、0.129m W/cm2和0.85%。2.BN-Ullazine衍生物较宽的带隙导致器件中较高的载流子注入势垒。为此,我们选择性能稳定的P型高分子宽带隙聚合物聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)掺杂深能级的电子受体材料F4-TCNQ作为复合空穴传输层(HTL)来优化器件结构。通过吸收光谱、PL光谱、XRDs、FT-IR光谱和电子顺磁共振(EPR)等测试手段,分析了PTAA:F4-TCNQ体系中存在的整数电荷转移(ICT)和电荷转移复合物(CTC)两种掺杂机制,且两种机制与聚合物PTAA的HJ型聚集有关。随F4-TCNQ掺杂比例的提高,CTC的占比逐渐增加,而ICT则受到聚合物构象的影响呈现出先增后减的趋势。整个掺杂体系在ICT达到饱和时(15%)达到最优化。采用最优化HTL所制备的UV-OLED呈现出更好的器件性能。与参比器件相比,其启亮电压降低了3 V,辐照度提升了51.2%,同时外量子效率(EQE)提高了25.0%。3.基于BN-Ullazine衍生物的宽带隙和三线态能级较高的特性,将化合物2a-2c作为磷光材料Ir(MDQ)2acac的主体。我们使用溶液法制备了BN-Ullazine衍生物掺杂Ir(MDQ)2acac和PTAA的混合发光层,并对其进行了SEM和AFM的表征。由于BN-Ullazine衍生物主体材料的三线态与电子传输层(ETL)的LUMO能级接近,导致三线态-三线态激子猝灭(TTA)的产生。虽然该机制可使器件的启亮电压低于PTAA光学带隙,但不利于激子的辐射复合。因此为了避免TTA机制的产生,我们将不同厚度的BCP层作为空穴阻挡层插入到发光层和电子传输层之间。结果发现厚度为3 nm的BCP层可以在实现平衡载流子传输的同时有效提高激子利用率。最终获得了高效的红色Ph OLEDs,最优化器件的最高亮度、电流效率和功率效率分别为10539 cd/cm2、29.8 cd/A和15.6 lm/W。