要实现高效率的单层结构器件，对发光材料的特质有着比较苛刻的要求。该材料必须同时具备高的荧光量子效率、良好的电子和空穴传输性能以及容易从阴极和阳极注入载流子的特性。从构筑双极性分子的角度出发，结合传统的空穴传输性单元三苯胺和该课题组新开发的电子传输性单元萘并咪唑，合成出新型的蓝色荧光材料NI-1-PhTPA和NI-2-PhTPA。NI-1-PhTPA和NI-2-PhTPA的区别仅在于，所含有的萘并咪唑单元的构型有所不同。但除此之外，它们的分子轨道能级和荧光量子效率均非常接近。然而令人感到意外的是，这两个材料在单层器件中所表现出的性能有着十分巨大的差异。基于NI-1-PhTPA的单层结构器件启亮电压为3.0 V，最大外量子效率只有0.52%。而基于NI-2-PhTPA的单层结构器件启亮电压仅为2.7 V，最大亮度超过10000 cd m-2, 最大外量子效率达到4.37%。这一性能甚至超过了许多现有报道的多层结构荧光器件的效率。利用X射线和紫外光电子能谱技术，可以发现NI-2-PhTPA中萘并咪唑单元所含有的裸露氮原子与阴极能够产生某种配位作用，降低了来自阴极的电子注入势垒，从而获得了良好的载流子平衡，而NI-1-PhTPA则不具备这种特性。此外，利用这两个材料作为非掺杂发光层，并引入电子传输层和空穴传输层制备多层结构器件，由于多层结构器件相似的电子和空穴注入特性，两个器件表现出十分相近的驱动电压和效率，外量子效率分别达到6.08%和5.95%，发光颜色均为接近NTSC标准蓝光色度坐标的深蓝光。
该工作对同分异构体间发光和载流子注入性能差异的研究对有机电致发光领域有较重要的揭示作用。
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