【摘 要】
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有机发光二极管（OLED）由于其众多优良特性,正逐步成为新一代的屏幕显示技术。作为OLED的核心部分,有机发光材料的选择和使用是决定OLED性能的关键所在。当下,有机蓝光材料的性能仍是三基色（红绿蓝）材料中的洼地,因此开发新型高效的有机蓝光材料具有极高的科研和商业价值。由唐本忠院士提出的聚集诱导发光（AIE）概念和马於光院士提出的“热激子”机制,分别解决了有机发光材料在聚集状态下的荧光猝灭以及提升
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有机发光二极管（OLED）由于其众多优良特性,正逐步成为新一代的屏幕显示技术。作为OLED的核心部分,有机发光材料的选择和使用是决定OLED性能的关键所在。当下,有机蓝光材料的性能仍是三基色（红绿蓝）材料中的洼地,因此开发新型高效的有机蓝光材料具有极高的科研和商业价值。由唐本忠院士提出的聚集诱导发光（AIE）概念和马於光院士提出的“热激子”机制,分别解决了有机发光材料在聚集状态下的荧光猝灭以及提升纯有机发光材料的激子利用率的重大科学问题,在构建高效稳定的蓝光材料方面具有光明的前景和巨大的潜力。在此背景基础上,本论文试图发挥二者的优势,核心工作将围绕优质有机蓝光的材料的开发以及高效蓝光OLED器件的制备展开,并根据不同蓝光材料的性能特点,相应地拓展蓝光材料在电致发光中的应用场景,具体内容如下:在第二章中,我们以菲并咪唑作为蓝光的构筑基元,在其C2位点通过苯桥连接二甲基吖啶基团,形成电子给体-电子受体（D-A）型的分子结构,并通过控制N1位点的修饰,进一步调控分子骨架中的电荷转移（CT）态组分,设计合成了两个纯蓝光/天蓝光分子NPD和NCNPD。实验和理论计算结果表明,NCNPD分子由于N1位点引入了较强吸电子能力的氰基而表现出了更强的CT态特征,在溶液和薄膜中表现出了比NPD更红的发射和更低的荧光量子产率（PLQY）。在此基础上,NPD和NCNPD在非掺杂/掺杂器件的最大外量子效率（EQE）分别为1.84%/6.90%和0.76%/6.38%,充分说明当菲并咪唑长轴骨架上引入强CT态组分,再配合短轴修饰氰基来增强分子CT态特征,会对分子的光电性能造成不利影响,凸显出合理调控蓝光材料激发态中的LE/CT态组分的分布和强度的必要性。最终,基于NPD分子开发了一系列高性能的荧磷混合白光OLED,通过调控蓝光层/黄光层的厚度,暖白光和正白光器件的最大EQE达到了23.45%和15.24%;通过调控间隔层的厚度,制备了低滚降、光色稳定的正白光OLED,最高EQE为11.54%,显色指数（CRI）突破了50。在第三章中,我们基于课题组提出的“交叉长短轴”分子设计策略,以咔唑为构筑基元,分别在其N9和C2/C7位点引入苯氰基和荧光生色团萘,设计合成了紫外光分子2Na-Cz CN,其在溶液和纯膜中均表现出了理想的紫外光发射和高的PLQY。得益于长轴骨架的局域激发（LE）态发射和高能级的RISC过程（T4→S1）,其非掺杂器件(λEL=398 nm,CIEx,y=0.151,0.062)和掺杂器件(λEL=392 nm,CIEx,y=0.159,0.041)均实现高的EL效率和理想的色纯度,最大EQE分别为5.92%和6.15%,并伴随着极低的效率滚降。随后,以2Na-Cz CN为敏化主体、TBPe为荧光客体制备了敏化荧光OLED,EQE峰值突破了5%,达到了6.35%,有力证明了2Na-Cz CN在电致发光中存在对三线态激子的有效利用过程。最后,为了进一步拓展紫外光材料的应用范围,以2Na-Cz CN作为主体制备了性能优异的磷光OLED,黄光、橙光和红光磷光器件的最大电流/外量子效率分别为84.94 cd A-1/25.32%,40.13 cd A-1/21.98%和15.58 cd A-1/17.32%,表明2Na-Cz CN作为通用主体材料也具有不错的应用潜力。在第四章中,我们继续以咔唑为构筑基元,在其C2/C7位点引入具有AIE性质的三苯基乙烯基团,开发了蓝光分子2Tri PE-Cz CN和2Tri PE-Cz MCN。光物理测试和理论计算表明,两个分子都具有相似的的LE态发光特征和AIE性质;而高能级的CT态使它们可以通过RISC过程实现激子利用率的提升。不同之处在于,2Tri PE-Cz MCN由于甲基位阻基团的引入,缓和了短轴骨架上的CT态强度,并在电致发光中表现出了更加出色的性能,其非掺杂器件(λEL=456 nm,CIEx,y=0.149,0.134)和掺杂器件(λEL=436nm,CIEx,y=0.149,0.103)的最大EQE分别高达了6.17%和7.50%。在此基础上,以2Tri PE-Cz MCN为敏化主体制备了敏化橙光OLED和敏化双色白光OLED,EQE的峰值分别为7.75%和6.96%,既有力证明了Tri PE-Cz MCN的高能级RISC过程的存在,也为实现高效率的敏化荧光OLED提供了一种可行策略。最后,以2Tri PE-Cz MCN作为蓝光层,开发了一系列高效率、高显色指数的黄蓝双色白光OLED（EQE=27.21%）、红黄蓝三色白光OLED（EQE=18.53%,CRI=57）和红绿蓝三色白光OLED（EQE=18.08%,CRI=91）,进一步拓宽了AIE-“热激子”蓝光材料的应用范围。
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