[發明專利]基于打斷共軛的給受體型分子內基激復合物發光材料及其在制備有機電致發光器件中的應用

在審

• 申請號: 201810062201.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108129386A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 路萍;唐向陽;劉福通;劉輝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07D219/02
• 分類號: C07D219/02;C07D401/12;C07D265/38;C07D413/12;C07F5/02;C07F7/08;C09K11/06;H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一類基于打斷共軛的給受體型分子內基激復合物發光材料的制備及其在制備OLEDs器件中的應用，屬于有機電致發光技術領域。具體是用sp³雜化的C，O，S，Si等原子作為打斷共軛的橋連基團，將給受體以打斷共軛的方式連接，同時選擇合適的給受體，將給受體間電荷轉移激發態調節為整個分子的最低激發態。這樣所形成的激子，其空穴波函數局域在給體上，電子波函數局域在受體上，空穴和電子的波函數在空間上完全分離。因此，所形成的激子束縛能小，有利于激發態電子的自旋翻轉，發生三線態到單線態的反向系間躥越，從而實現熒光材料對三線態的有效利用。本發明通過合理的給受體搭配還可以實現紅，綠，藍全色發光。

技術領域

本發明屬于有機電致發光技術領域，具體涉及一類基于打斷共軛的給受體型分子內基激復合物發光材料的制備及其在制備OLEDs器件中的應用。

背景技術

自從柯達公司鄧青云博士等人在1987年首次報道多層器件結構的有機超薄膜電致發光器件以來，OLEDs產業迅猛發展并走向實際應用。但是，目前OLEDs領域仍然有很多問題沒有解決。目前已經商業化的材料大都是基于銥或鉑等重金屬的磷光材料。磷光材料可以利用重金屬原子強烈的旋軌耦合作用使三線態發光，從而實現100％的內量子效率。但是重金屬元素資源儲量有限，價格昂格，不適于長期開發應用。而有機熒光材料不含貴金屬，主要由C、H、O、N、S等元素構成，價格相對更加廉價。有機熒光材料不能利用三線態，因此器件效率很低。因此，開發能利用三線態的有機熒光材料有重要的科學意義和實用價值。

一般而言，最低三線激發態(T₁)能量低于最低單線激發態(S₁)能量。如果要實現三線態到單線態的反向系間躥越(RISC)，需要小的T₁—S₁能級差，以實現室溫下T₁到S₁的反向系間躥越。T₁—S₁能級差與電子—空穴對的束縛能直接相關，束縛能越小，T₁—S₁能級差也就越小。電子—空穴對的束縛能與其波函數的重疊程度相關，電子和空穴各自的波函數在空間重疊程度越小，束縛能也就越小，越有利于實現T₁到S₁的反向系間躥越。sp³雜化軌道在空間呈現正四面體型。將給受體用sp³雜化方式的C，O，S，Si等原子連接，能有效的打斷給受體之間的共軛，通過選擇合適的給受體，可以將最低激發態調節為給受體間的電荷轉移態。這樣，電子局域在受體上，空穴局域在給體上，給受體間的共軛被中間sp³雜化的連接基團打斷，因此，激發態的電子和空穴在空間完全分離，束縛能小，有利于電子自旋翻轉，實現三線態到單線態的反向系間躥越。這種利用sp³雜化原子為打斷共軛的連接基團，將給受體以打斷共軛的方式連接，以達到電子和空穴小的束縛能的策略，可以實現有效的三線態激子利用。這種分子設計策略特點在于給受體間沒有直接共軛，類似于將基激復合物中充當給體和受體的兩個不同基團引入到同一個分子內，因此在這里我們提出利用分子內基激復合物發光實現三線態有效利用的概念。這一分子設計理念具有普適性，可以實現熒光分子有效的三線態利用，從而達到提升器件性能的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種分子內基激復合物發光材料，這種發光材料以sp³雜化方式的原子為打斷共軛的連接基團，將給受體連接起來，可以實現小的激子束縛能，從而實現熒光材料有效的三線態利用，提升OLEDs熒光材料器件性能。

本發明的又一目的在于提供以上述材料為母體，Ir(ppy)₃為客體的摻雜型OLEDs器件。

本發明通過以下技術手段實現：

一種基于打斷共軛的給受體型分子內基激復合物發光材料，具有如下P1n到P4n所示結構通式：

其中D代表電子給體：