蓝色电致磷光器件中宽禁带主体材料的研究

在RGB三种基元色有机电致发光中，蓝光发展相对滞后因而最需要改善，蓝色电致磷光比荧光具有更突出的性能优势而成为研究热点。主客体掺杂型电致磷光器件能有效避免浓度淬灭以及三重态-三重态湮灭现象，因而能获得更理想的发光效能，然而，目前具有大于2.75eV的三重态禁带宽度而能用于掺杂型蓝色电致磷光器件的磷光主体材料却很少。为此，本项目提出(1)以一些空间立体性良好、刚性适中的非平面结构为核，(2)在核的外围连接咔唑功能基团，(3)并在咔唑的苯环上引入小体积、强吸电性取代基以期提高三重态禁带宽度的构思，设计、合成结构新颖、具有宽禁带的咔唑衍生物类蓝色磷光主体材料，其亮点是首次尝试在咔唑的苯环上引入强吸电性取代基的手段来提高三重态禁带宽度，并采取先引入吸电子基团、再生成咔唑的合成路线。预期目标材料具有三重态禁带宽度大于2.75eV、三维非平面构型不易发生分子聚集、溶解性良好、玻璃转化温度高等优点。

按照基金申请书和计划书开展研究工作，圆满完成了项目的计划任务，成功开发了三个类型磷光主体材料，并取得了一系列创新性研究成果。首先通过两种分子结构调控途径获得了第一类型的宽禁带磷光主体材料，实现宽禁带的一种途径是按照申请书中所预期的在咔唑环上引入吸电子取代基，另一种有效途径是通过调节分子立体结构从而调节分子的共轭程度，这些宽禁带主体材料在蓝色电致磷光器件中都表现了优良的性能。另外，根据我们在项目执行过程中的实际发现，以及近年来磷光主体材料的最新研究趋势，我们提高了研究目标，在尽量保证实现宽禁带这一主要性质目标的前提下，同时可溶液加工、双偶极电荷传输性也是主体材料设计过程中兼顾的重要性质指标，为此相应地拓展了研究内容，并成功研制了包括树枝状分子甚至小分子类的可溶液加工主体材料（第二类型），和吡唑、以及氰基修饰的双偶极主体材料（第三类型）等。以传统的铱配合物为掺杂客体与这些结构新颖的主体材料制备的单色光和白光电致磷光器件都表现了优异的器件发光性能，显示了其中多个系列磷光主体材料的应用潜力。这些创新性成果已在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Journal of Materials Chemistry等有影响力的国际SCI收录期刊上发表研究论文30篇，其中项目负责人李久艳作为通讯作者、并且与该项目直接相关的SCI论文20篇，项目负责人或者项目组成员参与的合作文章10篇（SCI）；另外，本项目最新研究结果以及后续工作还将发表文章数篇。