[發明專利]一種基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910088447.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109627233A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 蘇仕健;蔡成松;李彬彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07D403/10
• 分類號: C07D403/10;C07D403/14;H01L51/54
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料，以含氮雜環作為受體單元，在不同的位置連接不同種類的咔唑衍生物基團，獲得不同分子結構的發光分子，在苯環與給體的連接處引入烷基或烷氧基。本發明還公開了上述有機光電材料的制備方法和應用。本發明的材料分子量確定，結構單一，且具有較高的分解溫度和較強的電化學穩定性，同時能夠保證材料具備足夠高的T₁能級，這對于有機發光二極管這種電驅動的器件在高亮度情況下發光性能的穩定是非常有益的，可以在有機發光二極管器件中得到有效應用。

技術領域

本發明涉及有機發光材料技術領域，特別涉及一種基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料及其制備方法和應用。

背景技術

21世紀以來，OLED顯示技術逐步推廣應用于手機與平板，以及電視、數碼像機和可攜帶設備等商業領域，逐漸積累能與LCD行業抗爭的競爭優勢。在OLEDs器件中，依據簡單的數據統計預測：在電致發光時，只有25％的注入電荷可以生成單線態激子(S₁)，導致熒光的產生(S₁→S₀)，而剩余75％的注入電荷則生成三線態激子(T₁)，能夠用于產生磷光(T₁→S₀)。大多數的有機發光材料旋軌耦合作用弱，使得T₁激子的輻射失活速率非常低，從而容易發生激子淬滅而造成發光上的損失。對于傳統的熒光材料，這75％的三線態激子的能量并不能得到有效利用，導致了器件理論上的外量子效率僅為5％左右。有機磷光材料在有機芳香體系中引入重金屬原子來提高旋軌耦合的作用，促進本身躍遷禁阻的三線態向基態躍遷，因此可以充分提升兩種激子的利用率，使得器件的內量子效率可以接近100％，然而需要用到相對比較貴重的稀有金屬。

此外在熱力學平衡過程中，利用反向系間竄越RISC將是一種有效的捕獲T₁激子的方法。當T₁和S₁的能量差足夠小時，分子可以通過熱運動克服熱活化能促進RISC的過程，促進T₁激子的有效利用，實現發光效率的提高，這就是TADF材料設計的最基本的原則。TADF材料發展至今，在器件的實際應用中限制其發展的關鍵問題不再僅僅是通過分子和器件結構設計來獲得最為優異的發光表現，還要求不同光色的器件在高亮度與足夠強的電壓驅動下能抑制住效率的滾降，并且能夠持續維持材料自身的穩定性。因此，提升發光層主客體穩定性的設計與方法選用將會是TADF器件能夠開發自身潛能的關鍵。

通過探索分子結構的設計與器件發光效率的關系，總結出制備高效、低滾降的有機發光材料的方法，可以為有機光電器件得到廣泛的商業化應用鋪平道路，具有十分重要的學術意義和巨大的經濟價值。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料，分子結構簡單、性能穩定、具有較高的分解溫度和較強的電化學穩定性，能夠制備形態和性能穩定的薄膜。

本發明的另一目的在于提供上述基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料的制備方法，合成方法簡便，容易提純。

本發明的再一目的在于提供上述基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子作為有機光電材料的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料，具有如下P1n～P15n所示的化學結構式中的任一種：

其中，Ar表示(1)和(2)中任意一種類型的咔唑衍生物基團：

所述的基于咔唑衍生物取代的氮雜環分子的有機光電材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備A～O中任一項中間體：