[發(fā)明專利]一種有機化合物、熱活化延遲熒光材料及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010464227.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111574526B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 汪奎;李俠;周慧芳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢天馬微電子有限公司
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;C07D519/00;C07F9/6561;C09K11/06;H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供一種有機化合物、熱活化延遲熒光材料及其應用，所述有機化合物具有如式I所示結(jié)構(gòu)，是一種新型含氮雜環(huán)有機小分子化合物，通過母核結(jié)構(gòu)的設計和大位阻基團的接入，避免了化合物的聚集，避免共軛平面的直接堆積形成π聚集或激基締合物，從而提高了發(fā)光效率。所述有機化合物具有TADF特性，作為OLED器件的發(fā)光層材料能夠提高兩種載流子的傳輸能力，改善載流子平衡，提高器件的熒光量子效率，降低器件電壓；并通過取代基的選擇和設計，作為發(fā)光層摻雜材料實現(xiàn)全波譜的發(fā)射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機化合物、熱活化延遲熒光材料及其應用。

背景技術(shù)

有機電致發(fā)光(Organic Light Emitting Display，OLED)器件是一種新型的顯示技術(shù)，器件具有類三明治的結(jié)構(gòu)，包括陽極、陰極以及夾在陰陽極之間的有機層，向器件的電極施加電壓時，電荷在電場作用下在有機層中遷移復合而發(fā)光。與傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)相比，OLED具有高效、響應速度快、能耗小、驅(qū)動電壓低、輕薄、寬視角、發(fā)光顏色連續(xù)可調(diào)、生產(chǎn)工藝簡單以及可柔性顯示等優(yōu)點，已廣泛應用于平板顯示、柔性顯示、固態(tài)照明和車載顯示等行業(yè)。

OLED器件的有機層包括發(fā)光層，發(fā)光層采用具有發(fā)光特性的材料制備而成。研究表明，OLED的發(fā)光層材料可根據(jù)其發(fā)光機制主要分為以下四種：熒光材料、磷光材料、三線態(tài)-三線態(tài)湮滅(TTA)材料和熱激活延遲熒光(TADF)材料。

熒光材料的單線激發(fā)態(tài)S₁通過輻射躍遷回到基態(tài)S₀，根據(jù)自旋統(tǒng)計，激子中單線態(tài)和三線態(tài)激子的比例為1:3，所以熒光材料最大內(nèi)量子產(chǎn)率不大于25％；依據(jù)朗伯發(fā)光模式，光取出效率為20％左右，因此，基于熒光材料的OLED器件的外量子效率EQE一般不超過5％。

磷光材料的三線激發(fā)態(tài)T₁直接輻射衰減到基態(tài)S₀，由于重原子效應，可以通過自旋偶合作用加強分子內(nèi)部系間竄越，可以直接利用75％的三線態(tài)激子，從而實現(xiàn)在室溫下S₁和T₁共同參與的發(fā)射，理論最大內(nèi)量子產(chǎn)率可達100％。依據(jù)朗伯發(fā)光模式，光取出效率約為20％，因此，基于磷光材料的OLED器件的EQE可以達到20％。但是磷光材料通常為Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金屬配合物，生產(chǎn)成本較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。而且，在高電流密度下，磷光材料存在嚴重的效率滾降現(xiàn)象，同時磷光OLED器件的穩(wěn)定性并不好。

TTA材料中，兩個三線態(tài)激子相互作用產(chǎn)生一個單線態(tài)激子，通過輻射躍遷回到基態(tài)S₀。相鄰的2個三線態(tài)激子復合生成一個更高能級的單線激發(fā)態(tài)分子和一個基態(tài)分子，但是2個三線態(tài)激子產(chǎn)生1個單線態(tài)激子，故其理論最大內(nèi)量子產(chǎn)率只能達到62.5％。為了防止產(chǎn)生較大的效率滾降現(xiàn)象，在這個過程中三線態(tài)激子的濃度需要調(diào)控。

TADF材料中，當S₁態(tài)和T₁態(tài)的能級差較小且T₁態(tài)激子壽命較長時，在一定溫度條件下，分子內(nèi)部發(fā)生逆向系間竄越(RISC)，T₁態(tài)激子通過吸收環(huán)境熱量轉(zhuǎn)換到S₁態(tài)，再由S₁態(tài)輻射衰減至基態(tài)S₀。因此，TADF材料可同時利用75％的三線態(tài)激子和25％的單線態(tài)激子，理論最大內(nèi)量子產(chǎn)率可達100％。TADF材料主要為有機化合物，不需要稀有金屬元素，生產(chǎn)成本低，并且可通過多種方法進行化學修飾，實現(xiàn)性能的進一步優(yōu)化。

目前，CN109535159A、CN109575059A和CN111116620A等現(xiàn)有技術(shù)中公開了TADF材料及其應用，但目前已發(fā)現(xiàn)的TADF材料較少，其性能難以滿足人們對高性能OLED器件的要求，TADF材料在穩(wěn)定性、發(fā)光性能和制備工藝等多個方面均有很大的改進空間。

因此，開發(fā)更多種類、更高性能的新的TADF材料，是本領(lǐng)域的研究重點。

發(fā)明內(nèi)容