[發(fā)明專利]一類不對(duì)稱給受體型有機(jī)紅色熒光小分子材料及其在有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810013495.X
• 申請(qǐng)日: 2018-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108191847B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路萍;唐向陽(yáng);劉輝;劉福通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D417/10
• 分類號(hào): C07D417/10;C07D417/14;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

一種不對(duì)稱給受體型有機(jī)紅光熒光小分子材料及其在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用，屬于有機(jī)電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，通過(guò)線性共軛方式將給受體連接，可以實(shí)現(xiàn)高效率紅光發(fā)射，在制備紅光摻雜器件時(shí)，通過(guò)采用不同母體并優(yōu)化摻雜濃度，達(dá)到了較好的器件效果；另外，趨于平面的分子結(jié)構(gòu)可以通過(guò)三線態(tài)—三線態(tài)湮滅利用三線態(tài)激子發(fā)光。本發(fā)明所得化合物具有很高的熒光量子產(chǎn)率，其非摻雜紅光器件最大外量子效率為6.66％，在亮度為100和1000cd m^?2時(shí)外量子效率分別為6.51％和5.11％，效率滾降小。開(kāi)啟電壓低，為2.6V，器件綜合性能在有機(jī)紅色熒光材料中處于領(lǐng)先水平，有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不對(duì)稱給受體型有機(jī)紅光熒光小分子材料及其在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)電致發(fā)光二極管(OLEDs)具有低能耗、廣視角、低成本、柔性可卷曲、色彩鮮艷等優(yōu)點(diǎn)，有希望成為下一代顯示及照明器件。目前，基于OLEDs技術(shù)的顯示屏已應(yīng)用在手機(jī)、電視及電腦上。但是，當(dāng)前OLEDs的材料和器件加工技術(shù)仍然不成熟。材料是OLEDs的技術(shù)核心。目前已商業(yè)化應(yīng)用在顯示屏中的材料，絕大多數(shù)都是以貴金屬銥(Ir)或鉑(Pt)為中心的金屬配合物磷光材料。但是，Ir和Pt是稀有資源，價(jià)格昂貴，必然會(huì)增加OLEDs的生產(chǎn)成本。其次， Ir和Pt是我國(guó)具有戰(zhàn)略意義的寶貴資源，不適宜長(zhǎng)期商業(yè)化的開(kāi)發(fā)利用。另外，Ir和Pt的金屬配合物合成困難，主配體和輔助配體選擇有限，很難實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的多樣化。有機(jī)紅色熒光小分子不含貴金屬，主要由自然界含量十分豐富的C、 H、O、N、P、S等元素組成，合成成本較為低廉。分子結(jié)構(gòu)可調(diào)控性強(qiáng)，可以通過(guò)豐富的有機(jī)合成方法合成多種不同結(jié)構(gòu)的分子，材料結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化。因此，有機(jī)紅色熒光小分子具有更加豐富的光物理性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)更加豐富的色彩顯示。但是受自旋統(tǒng)計(jì)約束，在OLEDs器件中，單線態(tài)和三線態(tài)激子生成比例為 1：3，亦即單線態(tài)激子生成率僅為25％。對(duì)有機(jī)紅色熒光小分子而言，只有單線態(tài)能發(fā)光，而占激子生成比例絕大多數(shù)的三線態(tài)以非輻射躍遷形式被耗散掉，造成巨大浪費(fèi)。金屬配合物磷光材料能實(shí)現(xiàn)100％的激子利用，這是金屬配合物磷光材料相對(duì)于有機(jī)紅色熒光小分子熒光材料的最主要優(yōu)勢(shì)。要滿足實(shí)際顯示或照明所需的亮度往往需要較大的電流密度。但是，三線態(tài)激子輻射躍遷速率慢，壽命較長(zhǎng)。在大的電流密度下，三線態(tài)激子來(lái)不及迅速的以輻射躍遷的形式回到基態(tài)，這會(huì)造成三線態(tài)激子的大量累積，極易被淬滅，比如單線態(tài)—三線態(tài)淬滅，三線態(tài)—三線態(tài)淬滅，三線態(tài)—電荷淬滅等等，這導(dǎo)致金屬配合物磷光材料在高亮度時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的效率滾降。因此，開(kāi)發(fā)突破激子統(tǒng)計(jì)的有機(jī)紅色熒光小分子材料，實(shí)現(xiàn)高亮度下高效率，對(duì)推動(dòng)OLEDs進(jìn)一步商業(yè)化具有重要意義。

紅光在全色顯示中必不可少。雖然基于Ir和Pt的紅色磷光材料的性能已經(jīng)很好的滿足商業(yè)化要求，但I(xiàn)r和Pt等貴金屬價(jià)格昂貴，不適合長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)。而有機(jī)熒光材料成本廉價(jià)，但是目前紅色熒光材料效率還比較低。所以，開(kāi)發(fā)面向商業(yè)化可實(shí)際應(yīng)用的高效率紅色熒光材料非常重要。采用不對(duì)稱給受體分子設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)合成具有D(給體)—A(受體)—A’(受體)或D(給體)—A(受體)—D’(給體)型分子，可以實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)的多樣化。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)的D—A 型分子，不對(duì)稱給受體型分子設(shè)計(jì)方法有利于實(shí)現(xiàn)更加豐富的光色和激發(fā)態(tài)性質(zhì)。另外，不對(duì)稱給受體型材料的分子設(shè)計(jì)有利于在同一個(gè)分子內(nèi)同時(shí)引入功能不同的基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)分子具有多種功能，有利于提高材料的光電性能。通過(guò)引入具有三線態(tài)—顯現(xiàn)態(tài)湮滅(TTA)性質(zhì)的給受體單元，通過(guò)線性共軛的方式連接，不僅有利于實(shí)現(xiàn)高效率的紅光發(fā)射，還可以通過(guò)TTA機(jī)理利用三線態(tài)，在高亮度下獲得高效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決OLEDs中有機(jī)紅色熒光小分子器件效率較低的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)不含貴金屬的高效率有機(jī)紅色熒光小分子材料，本發(fā)明從不對(duì)稱給受體分子設(shè)計(jì)出發(fā)，旨在制備出一類高效率的不對(duì)稱給受體類型的有機(jī)紅光熒光小分子材料，并通過(guò)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，將其利用在OLEDs器件中。

本發(fā)明的目的在于提供一類不對(duì)稱給受體型的高效率有機(jī)紅色熒光小分子材料。