从SFX到氮杂SFX：一场OLED材料核心骨架的进化革命
2026-06-08 · 应用介绍 · 百灵威授权转载
螺芴氧杂蒽（SFX）是一类经典的OLED骨架材料。相较于传统螺芴（SBF），SFX以氧杂蒽单元替换其中一个芴环，利用其六元环结构有效打断共轭延伸，因而获得更高的三重态能级，在蓝光磷光及TADF器件中具有天然优势。然而，SFX的六元环也导致分子平面性降低、分子间轨道重叠减弱，使其电子迁移率往往低于SBF衍生物。
针对这一短板，南京邮电大学解令海团队将SFX芴环4,5位的两个碳原子替换为氮原子，构筑了环戊二吡啶单元，成功开发出氮杂SFX（SPX）骨架。
产品优势及特点：
1. 三重态能级高达2.98 eV，赋能蓝光效率突破26%- - SPX在SFX基础上引入两个氮原子，展现出更优异的电子结构调节能力。文献证实，以SPX为核心构建的典型衍生物（SPXTrz），三重态能级达到2.98 eV，远高于传统SBF体系。基于SPXTrz的蓝光PHOLED最大外量子效率达到26.0%，而SBFTrz对照器件仅16.8%（图1）。
2. 分子堆积优化，电子迁移率跃升2.7倍
- - SFX因六元环结构迁移率偏低。SPX通过氮原子诱导的氢键网络，改善材料的分子堆积状态。SPX典型衍生物的迁移率提升至6.90×10⁻⁶ cm²/V•s，驱动电压在1000 cd/m²下低至5.2 V，比SFX体系低0.6 V，比SBF体系低1.3 V（图2）。
3. 热分解温度495 °C，比SFX体系高36 °C
- - 氮杂化带来的强分子间相互作用，赋予了SPX基材料卓越的耐热性。以其典型衍生物为例，热分解温度高达495 °C，比相同侧基的SFX衍生物高出36 °C。这意味着以SPX为骨架开发的OLED材料更耐受高温蒸镀，工艺窗口更宽，批次一致性更优（图3）。
4. 双极性传输，电子与空穴更均衡
- - SFX的三维正交构象提供双极性骨架基础，SPX通过氮杂化增强电子亲和势，在保持空穴传输能力的同时大幅提升电子迁移率，实现更平衡的载流子复合。
图1 三重态能级与蓝光效率对比
图2 电子迁移率与驱动电压对比
图3 热分解温度对比
应用定位：
1. 电子传输层（ETL）- - 基于SPX骨架开发的衍生物可轻易获得高电子迁移率（如6.90×10⁻⁶ cm²/V•s），可显著降低驱动电压，适配蓝光及绿光磷光OLED器件。
2. 空穴阻挡层（HBL）
- - 利用SPX骨架衍生物高的三重态能级（~2.98 eV）搭配深HOMO能级，可开发出性能卓越的空穴阻挡层材料，有效阻挡空穴泄漏，将激子约束在发光层内。
3. 双极性主体材料
- - 基于SFX的三维正交构象与氮杂化后的电子亲和势增强，SPX可经功能化修饰（如引入咔唑、咪唑等）构建双极性主体，适用于蓝光磷光及热活化延迟荧光（TADF）器件。
推荐产品
SPX
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 4,5-Diazafluoren-9-one, 97% 4,5-二氮芴-9-酮 | 50890-67-0 | 594418 |
| 2-Bromo-4,5-Diazafluoren-9-one, 98% 2-溴-4,5-二氮杂-9-芴酮 | 1182844-62-7 | 9531628 |
| 2,7-Dibromo-4,5-diazafluoren-9-one, 98% 2,7-二溴-4,5-二氮杂-9-芴酮 | 77213-41-3 | 9240051 |
| Spiro[cyclopenta[[2,1-b:3,4-b']dipyridine-5,9'-xanthene], 98% SDAFX | / | 9725921 |
| 2-Bromospiro[cyclopenta[[2,1-b:3,4-b']dipyridine-5,9'-xanthene], 98% 2-Br-SDAFX | / | 9725922 |
| 2,7-Dibromospiro[cyclopenta[[2,1-b:3,4-b']dipyridine-5,9'-xanthene], 98% 2,7-DBr-SDAFX | / | 9725923 |
SFX
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 9-Fluorenone, 99% 9-芴酮 | 486-25-9 | 366077 |
| 2-Bromo-9-fluorenone, 98% 2-溴-9-芴酮 | 3096-56-8 | 187028 |
| 2,7-Dibromo-9-fluorenone, 98% 2,7-二溴-9-芴酮 | 14348-75-5 | 189833 |
| Spiro[fluorene-9,9'-xanthene], 95% 螺[芴-9,9'-氧杂蒽] | 159-62-6 | 1784533 |
| 2'-Bromospiro[fluorene-9,9'-xanthene], 99% 2'-溴螺[芴-9,9'-氧杂蒽] | 1477458-14-2 | 9001823 |
| 2,7-Bibromospiro[fluorene-9,9'-xanthene], 95% 2,7-二溴螺[芴-9,9'-氧杂蒽] | 198142-65-3 | 1784535 |
参考文献
[1] Kim B, Han S W, Lee J Y. Heteroatom‐Embedded Spiro [Fluorene‐9, 9′‐Xanthene]‐Based Electron Transport Materials for Improved Driving Voltage and Efficiency in Phosphorescent Organic Light‐Emitting Diodes[J]. Advanced Optical Materials, 2025, 13(2): 2402036.相关阅读
解令海教授科研成果 | 螺芴氧杂蒽（SFX）——提高发光器件量子效率有机光电核心中间体上新：多类型产品及高纯度供应
OLED器件的三大核心材料
