在磷光OLED中应用具有偶然被CN（碳氮）修饰的HOMO（最高未占分子轨道）能级的双极性宿主材料

《New Journal of Chemistry》：Application of bipolar host materials with serendipitously CN-modulated HOMO levels in phosphorescent OLEDs

研究合成了PNTrzCz和CN-PNTrzCz两种新型双极性主材料，发现-CN修饰使HOMO电子密度从苯并菲转向 carbazole，显著提升热稳定性（Tg 135-157℃；Td 387-407℃）及光电性能，其中CN-PNTrzCz在绿光OLED中实现19.2%的效率滚降提升。

　　

在这项研究中，研究人员合理设计并成功合成了两种新型的双极型主体材料PNTrzCz和CN-PNTrzCz，旨在系统地探讨在供体单元中引入氰基（–CN）结构单元对分子电子结构的影响。这一引入显著改变了最高占据轨道（HOMO）和最低未占据轨道（LUMO）的分布，从而显著影响了空穴传输特性。由于–CN基团的修饰，HOMO的电子密度发生了显著变化：PNTrzCz中的HOMO电子密度主要集中在菲环上，而CN-PNTrzCz中的HOMO电子密度则主要集中在咔唑环上。这两种化合物都具有优异的热稳定性，其玻璃化转变温度（Tg）分别为135°C和157°C，分解温度（Td）分别为387°C和407°C。在用于红光发光器件时，PNTrzCz在100 cd m^?2的亮度下实现了23.22%的高外部量子效率（EQE），同时具有2.6 V的较低开启电压（Von）和46.10 nm的窄电致发光（EL）光谱半高宽（FWHM）。相比之下，CN-PNTrzCz的效率衰减现象较为明显。在绿光共主体系统中，PNTrzCz在140 cd m^?2的亮度下实现了18.77%的EQE（开启电压Von为2.6 V），而CN-PNTrzCz将效率衰减幅度显著降低至3.07%，相比未经修饰的器件（效率为3.80%）提升了19.2%。这些发现强调了通过精细调整供体结构来精确控制空穴传输特性的战略分子设计的重要性。