[發明專利]苯甲酰基螺環芳烴位阻型發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811094574.4
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109293490B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 趙祥華;李莉;吳佳星;鄒國棟;張佳佳
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: C07C49/792
• 分類號: C07C49/792;C07C49/813;C07C45/46;C07D311/96;C07D335/04;C07D405/10;C09K11/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

一種苯甲酰基螺環芳烴位阻型發光材料是將螺環芳烴與苯甲酰基相連，并利用螺環芳烴或苯甲酰基上取代基的結構、位置不同來控制材料結構、調控材料性質，其具結構如下：通式I中，R₁為含H原子、F、Br原子或氮的雜環芳烴官能團、R₂為具有空間位阻效應的螺環芳烴，n為1到8之間的自然數。這類材料具有以下特點：(1)剛性平面結構；(2)大的π?共軛體系及高的發光效率；(3)高的熱分解溫度和穩定的無定形態；(4)三維大體積空間位阻效應；(5)合成方法簡單易行、原料廉價。

技術領域

本發明具體涉及苯甲酰基螺環芳烴位阻型發光材料及其制備方法，并涉及這些材料在制備過程中采用的步驟以及原料。

背景技術

自1987年鄧青云等首次報道了以8-羥基喹啉鋁為發光材料的三明治結構的有機發光二極管(organic light-emitting devices,OLEDs)。因OLEDs具有重量輕、材料來源廣、能耗低、視角廣、響應速度快、對比度高、大面積柔性顯示等諸多優點而受到廣大科學工作者的青睞。自此，在世界范圍內迅速掀起研究OLEDs的熱潮。然而，傳統的OLEDs由于只能利用單線態激子發光使得其最大內量子效率僅為25％，因此，在效率上難以比肩第二代顯示器。1998年Forrest小組率先以八乙基卟啉鉑(PtOEP)作為發光層摻雜得到了外量子效率為4％和內量子效率幾乎為100％的飽和紅光器件。磷光OLEDs由于存在重金屬旋軌耦合而使得其三線態激子通過系間穿越獲得理論內量子效率為100％。此外，Wang及其小組于2006年又開發了基于Cu(I)化合物的熱活化延遲熒光OLEDs使其三線態激子通過反向系間穿越，而獲得內理論量子效率為100％的有機發光二極管。2012年Adachi小組開發了基于二芳基砜的純有機熱活化延遲熒光材料，以其為客體材料獲得了外量子效率為10％的藍光OLEDs。鑒于磷光OLEDs和熱活化延遲熒光(thermally activated delayed fluorescence,TADF)具有更高的發光效率，因此，PhOLEDs和熱激活延遲熒光OLEDs具有更大的潛力和商業價值。

為此，科學工作者們設計合成了大量基于重金屬配合物磷光材料的磷光OLEDs和TADF有機發光二極管。然而，磷光客體和TADF材料在高濃度下容易出現濃度猝滅和態湮滅等現象。為此，通常將客體材料以適當的比例摻雜到主體材料才以解決上述問題。尤其是藍色磷光客體材料具有較大的禁帶寬度，而使得設計合成寬能帶母體材料難度大、發光效率低、熱穩定性差。TADF由于是純有機小分子通過共價鍵結合而能夠有效避免上述問題。此外，熱激活延遲熒光OLEDs由于沒有使用貴金屬而使其比磷光OLEDs更加廉價。然而，TADF材料種類同磷光材料相比較少，亟待大力開發。因此，開發熱激活熒光OLED勢在必行。為了加快OLEDs的商業化，將TADF和磷光OLEDs結合使用，有望解決當前TADF或磷光客體材料無法全面兼顧的難題。將TADF與磷光客體材料結合既可以降低價格，又可以提高器件效率。為此，開發設計性能優異的TADF和主體材料仍然是當前制備穩定、高效、廉價OLEDs所面臨的重大難題。

Rathore和Wasielewski等人于2010年在Science報道了芴基二苯甲酮因其強烈的π-堆積作用而實現遠距離弱的分子間作用而實現三線態激子轉移，進而可以提高器件效率。安眾福和黃維課題組于2017年和2018年分別在Adv.Mater.和Angew.Chem.Int.Edi.報道了基于苯甲酰基咔唑純有機化合物，實現了室溫長壽命磷光而大大提高發光效率。芴基螺環芳烴因具有三維大體積空間位阻效應而可有有效抑制分子間作用，從而解決客體材料濃度猝滅和三線態湮滅等問題。基于這種思想，本發明以螺環芳烴與苯甲酰基通過羰基相連，經過1-3歩簡易合成苯甲酰基螺環芳烴位阻型發光材料。

總之，本發明是在對當前有機電致發光材料全面了解的前提下，跟蹤有機電子器件前沿動態，圍繞有機電致發光材料的合成及其相關作用機制進行展開。

發明內容