[發明專利]膦氧基團修飾的二吡啶并吩嗪基紅光/近紅外熱激發延遲熒光材料、合成方法及其應用

有效

• 申請號: 201910359637.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110283209B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 韓春苗;趙炳捷;許輝
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C07F9/6561
• 分類號: C07F9/6561;C09K11/06;H01L51/54
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

膦氧基團修飾的二吡啶并吩嗪基紅光/近紅外熱激發延遲熒光材料、合成方法及其應用，它涉及一種熱激發延遲熒光材料、合成方法及其應用。本發明為了解決現有紅/近紅外TADF材料由于分子極性大而導致的濃度猝滅及電致發光器件效率偏低且衰減快的問題。結構式如下：合成方法：一、制備中間體；二、取中間體、醋酸鈀、醋酸鈉、二苯基膦和N,N二甲基甲酰胺混合，150℃反應48h，氧化，用水和二氯甲烷萃取，合并有機層，干燥后除去有機溶劑，純化，得到膦氧基團修飾的二吡啶并吩嗪基紅光/近紅外熱激發延遲熒光材料。本發明材料顯著提升電致發光器件的效率，降低猝滅效應，增強電致發光器件的效率穩定性。本發明屬于熒光材料的制備領域。

技術領域

本發明涉及一種熱激發延遲熒光材料、合成方法及其應用。

背景技術

有機電致發光二極管(Organic Light Emitting Diodes,OLEDs)具有質量輕、柔性可彎曲、功耗低以及成本低等突出優點而備受關注，已經成為新一代平板顯示技術和照明領域中的領先者。在有機發光二極管的發光層中，從陽極和陰極分別注入的空穴和電子復合形成的激子分為激發單線態激子和激發三線態激子，且數量之比為1:3。單線態激子輻射躍遷回到基態發出熒光，而三線態激子自旋禁阻，不能發生從三線態輻射回到基態的過程，大部分以熱能的形式散失掉了。使得最初的基于熒光材料的第一代OLEDs只能利用25％的單線態激子，IQE僅為25％。后來，為了利用復合產生的75％的三線態激子，研究人員在有機發光二極管發光層中引入了過渡金屬膦光材料，在這類分子中，由于重原子效應，加快了系間竄越(ISC)過程，三重態激子可以發生從激發態掉落到基態的過程，由于重金屬的自旋軌道耦合作用使得單重態和三重態激子都可以被發光材料捕獲，輻射衰減回到基態，從而實現所有激子的有效利用，理論上IQE可達到100％。近幾年，熱激發延遲熒光(ThermallyActivated Delayed Fluorescence,TADF)材料的出現為研究者們提供了新的設計思路。在外加電壓電場力作用下下，電子和空穴經電子和空穴傳輸層分別達到發光層，在庫倫力的作用下復合形成25％的單線態和75％的三線態激子，最低單重激發態-三重激發態能極差(ΔE_ST)較小(0.5eV)，在外界熱能的支持下，三重態激子可以通過反向系間竄躍(RISC)到單重態形成單重態激子，然后單重態激子S₁輻射躍遷產生熒光即為延遲熒光(DF)，這樣可以使得器件理論最大內量子效率可以達到100％。它可以突破傳統熒光OLEDs僅有的25％理論內量子效率極限，實現100％的內量子效率。與傳統膦光OLEDs相比，這種技術不需要使用重金屬摻雜的膦光材料，這樣一方面可以避免昂貴重金屬的使用，降低器件生產成本。因此設計合成高效的紅/近紅外TADF材料是很有意義的科研課題。

近年來，芳香膦氧類材料由于其自身突出的優點而引起人們極大的興趣，被用于設計構建高效的電致發光主體材料和發光材料等。膦氧(P＝O)基團通過C-P飽和鍵將芳香基團連接起來，能夠有效的阻斷共軛的延伸，保證材料的發射波長不被影響；同時P＝O基團具有極化分子的作用，可提高材料的電子注入傳輸能力；另外，二苯基膦氧基團還具有較大的空間位阻效應，可有效抑制分子間相互作用。因此，在給體-受體結構中引入膦氧基團可在不影響材料發射波長的前提下，對材料的分子構型和電學性能等進行調節，有望實現高效的紅/近紅外光TADF材料。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有紅/近紅外TADF材料由于分子極性大而導致的濃度猝滅及電致發光器件效率偏低且衰減快的技術問題，提供了一種膦氧基團修飾的二吡啶并吩嗪基紅光/近紅外熱激發延遲熒光材料、合成方法及其應用。

膦氧基團修飾的二吡啶并吩嗪基紅光/近紅外熱激發延遲熒光材料結構式如下：

其中X為氫或Y為氫、Z為氫、

W為氫或M為氫或V為氫或N為氫或

U為氫或

當W、Y、Z、M、V為氫，X為N、U為時，其結構式為：