摘要
螺环结构是通过一个sp3杂化的碳原子连接两个相同或不同的π平面的芳香化合物，由于碳原子的成键角度，两个π平面呈现相互正交的刚性立体构型。以螺环结构为骨架的材料，通过有效调控功能基元引入位置，具有发展各类高效有机光电功能材料的能力。以9，9''-螺双芴(SBF)和9一芴螺三苯胺(SAF)为代表的螺环化合物，因其具有独特的三维结构和较好的分子刚性，已经被广泛应用到有机发光二极管(OLED)领域，并发展了多种高效主体或发光客体材料。如何进一步探索螺环结构在有机发光领域的应用潜力，成为科研人员关注的问题。在本论文中，作者首先通过在萘环不同连接位点引入SBF基团，发展了两种新型高效红色磷光主体材料。接着，我们开发了基于高效螺环发光小分子DM-B的新型高分子发光材料，但是为了将发光基元接入高分子主链中，我们引入了带有烷基链修饰的芴或咔唑作为连接单元，这使得高分子材料的三线态降低，导致器件效率变差。于是我们改变策略，合成了通过将烷基链连接在远离给受体基团的高性能小分子旋涂发光材料。本论文为有机光电材料的发展提供了新的设计思路，开拓了螺环材料新的应用途径。 在第二章中，我们首次将最简单的稠环——萘引入到纯碳氢(PHC)主体体系中，并在其不同连接位点引入SBF基元，使其具有有独特的正交构型、刚性骨架、高玻璃化转变温度和高三线态能级，从而提升了其作为主体材料的能力，并命名为1，4-SBF-Nap和1，8-Oct-Nap。其中，1，8-Oct-Nap分子存在一个有趣的环化反应，形成八元环结构而不是SBF。以Ir(MDQ)2(acac)为客体，我们成功制备了基于这两种主体的红光器件，其最大外量子效率(EQE)分别为15.0％和13.7％，该结果证明了PHC主体材料在设计上的多样性。 在第三章中，我们通过将已报道的高效TADF发光材料DM-B和烷基链修饰的芴和咔唑单元共聚，得到了高分子发光材料1Me-DMB-Cz、1Me-DMB-Fl、3Me-DMB-Cz和3Me-DMB-Fl。我们测试了其物理化学性质，由于连接单元的引入，材料的三线态能级降低，因此其△EST有了显著的增加，致使材料难以保持原有的TADF性质，最终造成了器件效率的降低。四种高分子发光材料中，只有以3Me-DMB-Cz的器件EQE达到了11.6％，其他材料的器件效率不甚理想，这意味着直接将高效小分子发光材料与连接单元共聚方式制备成高分子发光材料的方法，不能维持其高效发光性能，所以为通过合理修饰高效蒸镀型TADF小分子获得高效旋涂型TADF材料，我们仍需探索其他的构建思路。 在第四章中，吸取第三章工作的经验，我们设计并合成了两种TADF小分子发光材料C6-DMB和tBu-DMB，我们将其用于制备旋涂型OLED器件。为了提高溶解度，我们将叔丁基和正己基作为助溶基团(SG)分别引入已报道的高效空间限域电荷转移(SCCT)发光材料DM-B中芴基的C7位。该位点对骨架的给受体影响最小，可以充分保留其骨架的TADF特性。以其作为发光客体制备OLED器件，我们获得了最大EQE分别为21.0％和21.7％的高效器件。这项工作提供了一种新的构建高效旋涂TADF材料的策略，即通过在高效蒸镀发光材料的“桥”连基团上引入SG修饰以增加其溶解度，使其适用于旋涂发光器件。
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