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有机电致发光二极管(Organic light-emitting diodes，OLEDs)经过近二十年的快速发展，凭借自身分辨率高、自发光、视角宽、低功耗、响应速度快、超高对比度及轻薄柔性显示等显著的优势，掀起了科研团队和商业界对其研究探讨的巨浪，在固态照明和面板显示领域具有巨大发展前景和应用潜力。OLEDs 发光材料的发展经历了从传统荧光材料、磷光材料到热激活延迟荧光材料(TADF)的跨越。OLEDs 器件的制备工艺也从适用于小分子的真空蒸镀法拓展到可应用于大分子的湿法旋涂技术。目前，具有较小单三线态分裂能(?EST)的激基复合物(exciplex)材料发展迅速，克服了磷光材料带来的重金属污染、传统荧光材料仅有25%激子利用率的缺陷，实现了理论上100%的激子利用率。Exciplex是分子间的相互作用形成的，电荷由电子给体(Donor)传输到电子受体(Acceptor)形成电荷转移态(CT)。Exciplex具有双极传输的特点，可降低载流子注入势垒，减小器件起亮电压，其能级可选择不同的给体或者受体进行调控。
本论文的主要工作是设计并合成新型激基复合物主体材料，结合湿法加工工艺制备OLEDs器件。主要开展以下内容：
(1)以烷基链作为桥联基团，将传统空穴传输材料TCTA和mCP连接起来形成新的电子给体材料TCTA-o-mCP。TCTA-o-mCP具有较好的热稳定性和强的给电子能力，烷基链的引入使其具有较好溶解性。TCTA-o-mCP作为电子给体与电子受体TPBi混合，形成高三线态的exciplex(ET=2.82 eV)，其具有较小的?EST(0.1 eV)和明显的热激活延迟寿命(τd=0.43 μs)。光致发光谱图表明，TCTA-o-mCP:TPBi 的能量介于 mCP:TPBi 和TCTA:TPBi之间；而TCTA:mCP:TPBi发射峰和TCTA:TPBi基本一致，这体现三元激基复合物体系能量传递的机制，即 mCP:TPBi 体系(390 nm)将能量传递给 TCTA:TPBi体系(438 nm)，最终显示为TCTA:TPBi的发射。更重要的是，TCTA-o-mCP:TPBi作为发光层制备的非掺杂OLEDs，明显减弱了长波段的激基缔合物(electromer)的发射强度，说明exciplex体系可以充分利用激子，避免能量泄露。随后选择FIrpic作为磷光客体，制备了天蓝光掺杂器件，电致发光谱图表现出exciplex主体到客体材料完全的能量转移。结果表明，调整给体和受体之间的空间距离对于未来更好地控制电子-空穴对长程耦合过程具有重要意义。
(2)以TRZ作为受体单元，mCP和TCz分别作为给体单元，O原子作为给、受体间的桥键，设计合成两个具有D-σ-A分子结构的材料，mCP-o-TRZ和TCZ-o-TRZ。通过σ键打断分子骨架的共轭，研究分子内和分子间电荷转移机制。分析光物理性质发现， mCP-o-TRZ 分子既有分子内电荷转移(Intra-CT)又有分子间电荷转移(Inter-CT) ，而TCz-o-TRZ中只观察到分子内电荷转移的存在。PL光谱显示，mCP和TRZ形成exciplex而 TCz 和 TRZ 不能形成 exciplex。这一现象与电荷转移结果一致，再次证明了mCP-o-TRZ具有双通道电荷转移，而TCz-o-TRZ只有分子内电荷转移性质。mCP-o-TRZ和 TCz-o-TRZ凭借自身的双极传输特性，分别作为主体材料应用到湿法OLEDs。基于绿光 Ir(mppy)3作为磷光客体，mCP-o-TRZ 作为主体的器件最大外量子效率(EQE)达到9.0%，明显优于基于 TCz-o-TRZ 作为主体材料的器件性能。这些结果说明具有 D-σ-A结构的单分子材料可以实现多通道的能量转移，更有利于载流子利用，进而提高湿法OLEDs的性能。
本论文的主要工作是设计并合成新型激基复合物主体材料，结合湿法加工工艺制备OLEDs器件。主要开展以下内容：
(1)以烷基链作为桥联基团，将传统空穴传输材料TCTA和mCP连接起来形成新的电子给体材料TCTA-o-mCP。TCTA-o-mCP具有较好的热稳定性和强的给电子能力，烷基链的引入使其具有较好溶解性。TCTA-o-mCP作为电子给体与电子受体TPBi混合，形成高三线态的exciplex(ET=2.82 eV)，其具有较小的?EST(0.1 eV)和明显的热激活延迟寿命(τd=0.43 μs)。光致发光谱图表明，TCTA-o-mCP:TPBi 的能量介于 mCP:TPBi 和TCTA:TPBi之间；而TCTA:mCP:TPBi发射峰和TCTA:TPBi基本一致，这体现三元激基复合物体系能量传递的机制，即 mCP:TPBi 体系(390 nm)将能量传递给 TCTA:TPBi体系(438 nm)，最终显示为TCTA:TPBi的发射。更重要的是，TCTA-o-mCP:TPBi作为发光层制备的非掺杂OLEDs，明显减弱了长波段的激基缔合物(electromer)的发射强度，说明exciplex体系可以充分利用激子，避免能量泄露。随后选择FIrpic作为磷光客体，制备了天蓝光掺杂器件，电致发光谱图表现出exciplex主体到客体材料完全的能量转移。结果表明，调整给体和受体之间的空间距离对于未来更好地控制电子-空穴对长程耦合过程具有重要意义。
(2)以TRZ作为受体单元，mCP和TCz分别作为给体单元，O原子作为给、受体间的桥键，设计合成两个具有D-σ-A分子结构的材料，mCP-o-TRZ和TCZ-o-TRZ。通过σ键打断分子骨架的共轭，研究分子内和分子间电荷转移机制。分析光物理性质发现， mCP-o-TRZ 分子既有分子内电荷转移(Intra-CT)又有分子间电荷转移(Inter-CT) ，而TCz-o-TRZ中只观察到分子内电荷转移的存在。PL光谱显示，mCP和TRZ形成exciplex而 TCz 和 TRZ 不能形成 exciplex。这一现象与电荷转移结果一致，再次证明了mCP-o-TRZ具有双通道电荷转移，而TCz-o-TRZ只有分子内电荷转移性质。mCP-o-TRZ和 TCz-o-TRZ凭借自身的双极传输特性，分别作为主体材料应用到湿法OLEDs。基于绿光 Ir(mppy)3作为磷光客体，mCP-o-TRZ 作为主体的器件最大外量子效率(EQE)达到9.0%，明显优于基于 TCz-o-TRZ 作为主体材料的器件性能。这些结果说明具有 D-σ-A结构的单分子材料可以实现多通道的能量转移，更有利于载流子利用，进而提高湿法OLEDs的性能。