[發(fā)明專(zhuān)利]一種通過(guò)能量共振形成的有機(jī)發(fā)光材料及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810123324.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108409762A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝再鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 瑞聲科技（南京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07F5/02
• 分類(lèi)號(hào): C07F5/02;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種通過(guò)能量共振形成的有機(jī)發(fā)光材料，具有通式(I)所示的結(jié)構(gòu)，其中，a1、a2、a3、a4環(huán)各自獨(dú)立地為芳基環(huán)或雜芳基環(huán)，且a1、a2、a3、a4環(huán)中的至少一個(gè)氫被取代；X₁≠X₂，且X₁、X₂各自獨(dú)立為N或B原子。該種有機(jī)發(fā)光材料為一種窄峰寬的TADF材料，其具有非常低的FWHM值和高Kr值。本發(fā)明還公開(kāi)了一種有機(jī)發(fā)光二極管器件，上述的有機(jī)發(fā)光材料為有機(jī)發(fā)光二極管器件中的發(fā)光層材料、電子注入層材料、電子傳輸層材料、空穴注入層材料或空穴傳輸層材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)電致發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過(guò)能量共振形成的有機(jī)發(fā)光材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

對(duì)于OLED發(fā)光材料的發(fā)展而言，第一代的OLED發(fā)光材料為熒光OLED，第二代的OLED發(fā)光材料為磷光OLED。TADF熱延遲熒光，是第三代OLED發(fā)光材料。TADF熱延遲熒光是一類(lèi)不含有重金屬的純有機(jī)電致發(fā)光材料，內(nèi)部量子效率接近100％，為目前最為先進(jìn)的一種光電材料。

OLED在電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生1個(gè)單重態(tài)S1激子和三個(gè)三重態(tài)T1激子。第一代熒光OLED，由于S1單重態(tài)和T1三重態(tài)之間的自旋度不同，是化學(xué)禁阻的，因此，只有25％的S1用于熒光發(fā)光，效率比較地低下。第二代磷光OLED，由于分子中的過(guò)渡金屬的D軌道是多重簡(jiǎn)并軌道，通過(guò)重金屬效應(yīng)，使得原本化學(xué)禁阻的S1→T1之間電子躍遷變成可能(SOC軌道耦合)，因此，理論上可以達(dá)到100％的磷光發(fā)光，發(fā)光效率比較高。第三代熱延遲熒光OLED，是一種利用能量上轉(zhuǎn)換機(jī)制進(jìn)行發(fā)光OLED材料，由于分子中S1和T1軌道能級(jí)接近，利用環(huán)境中的熱量，能夠使得T1激子躍遷到S1態(tài)軌道上，因此，理論上也可以得到100％的熒光發(fā)光，發(fā)光效率較熒光OLED提升明顯。

傳統(tǒng)TADF材料分子特征為，給電子分子片段D(Donor)和吸電子分子片段A(Acceptor) 是物理空間上分隔開(kāi)的，這種分隔可以是通過(guò)A和D各自平面形成比較大的二面角或是中間通過(guò)空間位阻進(jìn)行分離，形成A-D-A,D-A-D,D-A等特征的有機(jī)小分子結(jié)構(gòu)。D-A分離導(dǎo)致 HOMO-LUMO軌道重疊非常小，因?yàn)椋琀OMO最高占據(jù)分子軌道是游離在D上的，LUMO最低空軌道是游離在A上，只有HOMO-LUMO分離才能夠獲得較低的ΔEST，才能形成T1→S1的反向間隙穿越RISC。但是，S1→S0的躍遷速率Kr是反比于ΔEST的指數(shù)，ΔEST越小，則 Kr越小，就會(huì)造成S1→S0電子躍遷成為禁阻。因此，傳統(tǒng)TADF分子結(jié)構(gòu)(D-A型或 D-A-D,A-D-A等)造成材料設(shè)計(jì)的矛盾，即要獲得TADF延遲熒光，就需要降低ΔEST，但 Kr也變小，影響發(fā)光。

目前TADF開(kāi)發(fā)的重心都在于降低ΔEST(單線(xiàn)態(tài)和三線(xiàn)態(tài)間分裂能)值，采用的理論策略是將HOMO-LUMO軌道分離，降低單線(xiàn)態(tài)和三線(xiàn)態(tài)間的交換能積分，分子設(shè)計(jì)上就需要將Donor給單子單元(D)和Acceptor吸電子(A)進(jìn)行物理空間上的分離，然而，這種分離雖然達(dá)到了HOMO-LUMO軌道分離的目的，但是帶來(lái)了材料其它方面性能的劣化：1)FWHM 半峰寬超過(guò)50nm；2)(S1→S0)的電子躍遷速率Kr減小，成為躍遷禁阻，降低了發(fā)光效率。

目前TADF材料的分子結(jié)構(gòu)決定其無(wú)法獲得窄峰寬(narrow-band)的光學(xué)特性，這是因?yàn)椋琓ADF材料是D-A分離，HOMO-LUMO分離的化學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了激發(fā)態(tài)分子(S1，T1) 結(jié)構(gòu)發(fā)生馳豫(Structural relaxation)，造成光譜發(fā)生斯托克位移，從而形成了60-100nm的FWHM。這種半峰寬對(duì)于顯示是非常不利的，需要進(jìn)一步使用微腔技術(shù)進(jìn)行光譜調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)能量共振形成的有機(jī)發(fā)光材料及其在制備器件中的應(yīng)用，該種有機(jī)發(fā)光材料一種新型窄帶TADF材料，具有非常低的FWHM值和高的Kr(S1→S0) 值。