HOMO/LUMO空间重合的双极性有机材料的合成及研究

双极传输的有机半导体材料是目前有机电致发光材料的研究热点。人们通常采取给体-受体结构来设计双极性材料，但合成的材料存在迁移率较低、电子/空穴迁移率不平衡等缺点；而非给体-受体结构的双极性材料研究尚不充分。.在前期工作基础上，我们提出利用HOMO/LUMO空间重合的共轭有机材料来设计双极性材料的思路。本项目以此新设计思路为指导，拟结合量化计算，设计合成蒽、菲、苯并菲、芘等HOMO/LUMO空间重合的稠芳环的衍生物，并研究稠芳环和取代基对材料迁移率和稳定性的影响，获得电子、空穴载流子均超过10-3 cm2/V s的双极性传输材料，用于制备低电压、高效率、长寿命的有机发光二极管（OLED），并研究其在OLED光源和有源OLED显示中的应用。

根据研究计划，本项目主要研究基于HOMO/LUMO空间重合的共轭基团的高迁移率的双极性传输材料，研究稠芳环和取代基对材料迁移率和稳定性的影响，获得电子、空穴载流子均超过10-3 cm2/V·s的双极性传输材料，用于制备低电压、高效率、长寿命的有机发光二极管（OLED），并研究其在OLED光源和有源OLED显示中的应用。.项目开展以来，取得的主要进展包括：.1、系统研究了前线轨道分布对材料传输、发光等性质的影响，设计合成了一系列基于HOMO/LUMO空间重合的共轭基团高迁移率的双极性传输材料，突破了电子传输材料高迁移率和高稳定性不可得兼的瓶颈；.2、提出了热活化敏化发光的新型发光机制，利用热活化延迟荧光（TADF）材料作为主体掺杂传统的磷光或荧光材料，制备了低电压、高效率、长寿命、低效率滚降的OLED器件，突破了TADF材料中高上转换效率与高发光效率难以得兼的矛盾，为发展高性能的OLED技术提供了创新思路和方法。.3、采用HOMO/LUMO重叠的材料作为传输层、HOMO/LUMO分离的材料作为发光层主体，获得了低电压、高效率、长寿命的OLED器件，部分关键材料和技术已成功应用到OLED光源和有源OLED显示中试中。.项目执行期间，在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Light: Sci. & Appl.等刊物共发表标注资助SCI论文44篇，申请发明专利49项。2015年，项目负责人获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金项目资助。