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有机磷光发光器件(Ph OLEDs)由于可以同时捕获单线态和三线态激子,内量子效率(IQE)理论上可以达到100%而被广泛地应用于全彩色显示和照明领域。但由于高电流密度下严重的效率滚降,磷光材料需要掺杂在合适的主体材料中。因此,制备性能优异的主体材料尤为重要。双极性主体材料因其具有平衡载流子传输、拓宽激子复合区域的特性,进而提高器件的稳定性和效率。基于此本论文以二苯基氧化膦(DPPO)和二苯基砜(DPS)为受体基团,螺双芴、螺芴和咔唑(Cz)为给体,合成了一系列的双极性磷光主体材料。通过改变给受体的连接方式,从而调控分子的三线态能级(ET)以及载流子传输性能。表征分子结构,研究其光物理和光化学性能。并用所合成的双极性材料作为主体,双(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(piq)2acac)、fac-三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)和双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2’)吡啶甲酰合铱(FIrpic)作为客体,应用于红、绿、蓝三色Ph OLEDs。并探讨了其电致发光特性及发光机理。首先,以螺双芴为给体,DPPO为受体,为了改善主体材料的热稳定性,通过改变主体材料的共轭长度,设计并合成了两种基于螺双芴和DPPO的磷光主体材料,即(4-(9,9’-双螺芴基-2-)苯基)双苯基氧化膦(SPDPPO)和(9,9’-双螺芴基-2,7-双(4,1-苯基)双(二苯基氧化膦)(SBPBDPPO)。材料表现出优异的热性能,SPDPPO和SBPBDPPO的玻璃化转变温度(Tg)分别为140和172°C,明显优于目前常用的主体材料4,4?-二(9H-咔唑-9基)联苯(CBP,Tg=62°C)。随着共轭长度的增加,SBPBDPPO的发光光谱比SPDPPO红移了23 nm。SPDPPO和SBPBDPPO的ET分别为2.52和2.48 e V。随着共轭长度的增加,SBPBDPPO的ET较SPDPPO有所降低。SPDPPO和SBPBDPPO的最高占据轨道(HOMO)/最低未占据轨道(LUMO)的能级分别为-5.72/-2.1和-5.76/-2.35 e V。采用Ir(ppy)3为发光材料,以SPDPPO为主体的绿色Ph OLED具有较低的启亮电压(Von)为3.0 V,器件的最大亮度(Lmax)、最大电流效率(ηc,max)、最大功率效率(ηp,max)和最大外量子效率(EQEmax)分别为19 440 cd/m2、36.5 cd/A、32.8 lm/W和10.5%。其次,为了研究不同给体对主体材料性能的影响,设计并合成了以Cz、螺双芴和螺芴为给体,DPS为受体的主体材料,即9-苯基-3-(4-(苯磺酰基)苯基)-9H-咔唑(PPSPCz)、2-(4-(苯磺酰基)苯基)-9,9’-螺双芴(PSPSF)和9,9-二苯基-2-(4-(苯磺酰基)苯基)-9H-芴(DPPSPF)。不同给体基团的给电子能力大小为:Cz>螺双芴>螺芴。由于Cz的给体能力较强,因而PPSPCz的光谱较PSPSF和DPPSPF红移。PPSPCz、PSPSF和DPPSPF的ET分别为2.64、2.48和2.81 e V。以PPSPCz、PSPSF和DPPSPF作为主体材料,Ir(ppy)3掺杂作为发光层,制备了绿光Ph OLEDs。其中以PPSPCz为主体掺杂的绿光Ph OLED有较好的器件性能,ηc,max、ηp,max和EQEmax分别为53.8 cd/A、38.2 lm/W和15.4%。以PPSPCz为主体,FIrpic为客体制备的蓝色Ph OLED的ηc,max、ηp,max和EQEmax分别为14.3 cd/A、13.7 lm/W和6.4%。最后,为了调控材料的三线态能级,以Cz为给体,DPPO为受体,设计并合成了三种双极性主体材料,给体Cz与受体DPPO通过苯环相连得到(3’-(9H-咔唑-9-基)-[1,1’-联苯-4-二苯基氧化膦])(Cz Ph PO)、受体DPPO连接给体Cz的C2位置得到(4(9-苯基-9H-咔唑-2-基)苯基)氧化膦(2Ph Cz PO)和受体DPPO连接给体Cz的C3位置得到(4(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)氧化膦(3Ph Cz PO)。研究了给受体之间不同的连接方式对于光物理性质的影响。受体DPPO与给体Cz的C2位置相连的2Ph Cz PO的发射峰较受体DPPO与给体Cz的C3位置相连的3Ph Cz PO发生了蓝移。这是由于在N原子间位上相连的DPPO基团主要是诱导效应发挥了重要作用。然而,在3Ph Cz PO中在N原子对位上相连的DPPO基团主要起共轭作用,使其具有较红移的发射光谱。Cz Ph PO、2Ph Cz PO和3Ph Cz PO的ET分别为2.79、2.55和2.70e V。Cz Ph PO具有较高的ET是因为Cz以N-苯基的方式连接到苯环的间位,使其有较大的空间位阻。其中Cz Ph PO和3Ph Cz PO的ET高于FIrpic。制备了以Cz Ph PO为主体,以FIrpic为客体的蓝光Ph OLED的ηc,max、ηp,max和EQEmax分别为34.7 cd/A、33.7 lm/W和15.8%,并表现出较弱的效率滚降。以Cz Ph PO、2Ph Cz PO和3Ph Cz PO为主体,Ir(ppy)3作为客体制备的掺杂绿色Ph OLEDs的EQEmax分别为19.7%、18.7%和17.8%,相对于CBP作为主体的绿光Ph OLED分别提高了25.5%、19.1%和13.4%。以Cz Ph PO、2Ph Cz PO和3Ph Cz PO为主体,Ir(piq)2acac作为客体制备的掺杂红色Ph OLEDs的EQEmax分别为13.5%、13.4%和10.7%。其中以Cz Ph PO和2Ph Cz PO为主体制备的红光Ph OLEDs的EQEmax相对于CBP作为主体的红光Ph OLED分别提高了16.4%和15.5%。