概述

MCBP即化合物3,3′-二(9-咔唑基)聯(lián)苯，又名3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-聯(lián)苯，英文名稱為3,3′-Di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl，其分子式與分子量分別為C₃₆H₂₄N₂，484.59。常溫常壓下，MCBP穩(wěn)定性較高，一般表現(xiàn)為白色粉末，可溶于氯仿、四氫呋喃等溶劑，常作為有機(jī)磷光材料用于光學(xué)產(chǎn)品的研究與制備。

應(yīng)用

光學(xué)材料研究領(lǐng)域報(bào)道了基于螺二芴的大位阻結(jié)構(gòu)和咔唑的高三線態(tài)能級(jí)設(shè)計(jì)合成的一種咔唑衍生物。其在咔唑的3，4和5，6位并入兩個(gè)高位阻的螺二芴結(jié)構(gòu)，以4,4′-二甲基聯(lián)苯為起始原料，經(jīng)過硝化反應(yīng)，Bucherer反應(yīng)，偶聯(lián)反應(yīng)，鹵化，Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)和關(guān)環(huán)等反應(yīng)制備得到，名字記做CzSF2。該物質(zhì)在二氯甲烷溶液中的最強(qiáng)發(fā)射峰位于384 nm，磷光發(fā)射峰位于450 nm，以CzSF2和MCBP為磷光主體材料，分別摻雜3%，6%和10%的(2-氘甲基-8-(2-吡啶基)苯并呋喃[2,3-b]吡啶)雙(2-苯基吡啶)銥(Ⅲ)(GD030)制備所得的綠色磷光電致發(fā)光器件(PhOLEDs)，在較低(3%)摻雜濃度下便可以實(shí)現(xiàn)較高的電流效率，功率效率和外量子效率，分別為98.5 cd/A，83.0 l m/W和25.2%，與MCBP作為主體材料相比，驅(qū)動(dòng)電壓低約11%，發(fā)光效率高約4%。一系列研究表明，利用高度扭曲的螺二芴共軛結(jié)構(gòu)和位阻優(yōu)勢(shì)以及高π-π共軛的咔唑設(shè)計(jì)合成的材料CzSF2具有高的熱穩(wěn)定性，高的三線態(tài)能級(jí)，非常適用于有機(jī)電致發(fā)光二極管的發(fā)光層，用于磷光主體材料[1]。

此外，選用含有四齒配體的高效磷光鉑配合物tetra-Pt-S作為發(fā)光材料，MCBP作為穩(wěn)定的主體材料還可以設(shè)計(jì)合成一種含有阻擋層和n-摻雜電子傳輸層的器件。與含有未摻雜電子傳輸層的器件相比，含有摻雜電子傳輸層的器件具有更低的工作電壓，器件中的載流子相對(duì)平衡，發(fā)光層中的激子密度得到了有效的降低。含有n-摻雜電子傳輸層的器件最大亮度接近70000 cd/m²，在Liq的摻雜濃度為50 wt%的器件中,在亮度為10000 cd/m²時(shí)器件的電流效率仍為40.5 cd/A。更重要的是在Liq摻雜濃度為50 wt%，初始亮度為1000 cd/m²時(shí)，器件的壽命LT(50)為1945小時(shí)，該器件的壽命是含有未摻雜電子傳輸層器件的十倍[2]。

有關(guān)研究

為進(jìn)一步深化激基復(fù)合物發(fā)光器件的研究，以同分異構(gòu)體MCBP(3,3′-Di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl)和CBP (4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl)作為給體， PO-T2T作為受體，以質(zhì)量比1∶1制備兩種激基復(fù)合物器件，并在不同溫度和偏壓下測(cè)量了器件的發(fā)光磁效應(yīng)(magneto-electroluminescence, MEL)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)室溫下MCBP為給體的器件，其MEL的低磁場(chǎng)部分表現(xiàn)出反向系間竄越(reverse intersystem crossing, RISC)過程，降溫時(shí)該RISC轉(zhuǎn)變?yōu)橄甸g竄越(intersystem crossing, ISC)過程；而CBP為給體的器件則表現(xiàn)出ISC過程，且降溫時(shí)ISC過程先減弱后增強(qiáng)。室溫下兩種器件MEL的高磁場(chǎng)部分都體現(xiàn)為三重態(tài)激子與電荷的猝滅，但在20 K下CBP為給體的器件還出現(xiàn)了三重態(tài)-三重態(tài)激子湮滅。兩種完全相反的低磁場(chǎng)線型與MCBP和CBP不同的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致三重態(tài)激子能量的高低有關(guān)。低溫下微觀過程的改變是因?yàn)榈蜏夭焕赗ISC過程、ISC過程和能量損失等演化通道。此外，當(dāng)MCBP:PO-T2T質(zhì)量比從1∶4到1∶1再到4∶1時(shí)，器件中的RISC過程越來越強(qiáng)，這是由于器件更趨平衡有利于RISC過程的結(jié)果。當(dāng)以兩種激基復(fù)合物為主體摻入TBRb熒光客體材料，在MCBP:PO-T2T為主體的器件中得到了更高的外量子效率。上述研究工作為制備高效率激基復(fù)合物發(fā)光器件提供了實(shí)驗(yàn)和理論參考[3]。 

參考文獻(xiàn)

[1]曹建華,李敏,趙雷,等.新型咔唑衍生物的合成及發(fā)光性能研究[J].化學(xué)試劑, 2022, 44(2):9.

[2]劉偉強(qiáng).高效新材料在有機(jī)發(fā)光二極管中的應(yīng)用[D].延邊大學(xué),2021.

[3]寧亞茹,趙茜,湯仙童,等.利用發(fā)光磁效應(yīng)研究同分異構(gòu)體mCBP和CBP作為給體的激基復(fù)合物器件的微觀過程[J].物理學(xué)報(bào),2022,71(08):289-300.