[發(fā)明專利]一種有機(jī)化合物、電致發(fā)光材料及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010629525.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111635411B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪奎;周慧芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢天馬微電子有限公司
• 主分類號(hào): C07D487/14
• 分類號(hào): C07D487/14;C07D519/00;C07F9/6561;C09K11/06;H10K50/11;H10K50/12;H10K85/60
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 閆曉樂(lè)

本發(fā)明提供一種有機(jī)化合物、電致發(fā)光材料及其應(yīng)用，所述有機(jī)化合物具有如式I所示結(jié)構(gòu)，是一種新型的枝化苯并咪唑小分子，所述有機(jī)化合物通過(guò)星形多臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠改善材料的無(wú)定型性和抗結(jié)晶性，避免共軛平面的直接堆積，從而提高了發(fā)光效率。所述有機(jī)化合物具有TADF特性和聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能，能夠顯著提高兩種載流子的傳輸能力和改善載流子平衡，改善熒光量子效率和器件綜合性能。所述有機(jī)化合物作為OLED器件的發(fā)光層材料，尤其適用于摻雜體系中的客體材料或非摻雜體系中的發(fā)光材料，能夠降低器件的啟亮電壓，提升器件的發(fā)光效率和工作壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)化合物、電致發(fā)光材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)電致發(fā)光(Organic Light Emitting Display，OLED)是一種新型的有機(jī)顯示技術(shù)和半導(dǎo)體照明技術(shù)，與傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)相比，OLED具有高效、響應(yīng)速度快、能耗低、主動(dòng)性發(fā)光、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、輕薄、寬視角、發(fā)光顏色連續(xù)可調(diào)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單以及可柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)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器件通常具有類三明治的結(jié)構(gòu)，包括陽(yáng)極、陰極以及夾在陰陽(yáng)極之間的有機(jī)層，向器件的電極施加電壓時(shí)，電荷在電場(chǎng)作用下在有機(jī)層中遷移復(fù)合而發(fā)光。有機(jī)層包括發(fā)光層，以及電子傳輸層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層、空穴注入層和電子注入層等其他輔助傳輸?shù)墓δ軐?；其中，發(fā)光層的材料結(jié)構(gòu)及性質(zhì)對(duì)于OLED器件的發(fā)光效率具有很大影響。

研究表明，OLED的發(fā)光層材料可根據(jù)其發(fā)光機(jī)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。其中，熒光材料的單線激發(fā)態(tài)S₁通過(guò)輻射躍遷回到基態(tài)S₀，根據(jù)自旋統(tǒng)計(jì)，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(guò)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(yīng)，可以通過(guò)自旋偶合作用加強(qiáng)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(shí)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(dá)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(dá)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(yán)重的效率滾降現(xiàn)象，同時(shí)磷光OLED器件的穩(wěn)定性并不好。TTA材料中，兩個(gè)三線態(tài)激子相互作用產(chǎn)生一個(gè)單線態(tài)激子，通過(guò)輻射躍遷回到基態(tài)S₀。相鄰的2個(gè)三線態(tài)激子復(fù)合生成一個(gè)更高能級(jí)的單線激發(fā)態(tài)分子和一個(gè)基態(tài)分子，但是2個(gè)三線態(tài)激子產(chǎn)生1個(gè)單線態(tài)激子，故其理論最大內(nèi)量子產(chǎn)率只能達(dá)到62.5％。為了防止產(chǎn)生較大的效率滾降現(xiàn)象，在這個(gè)過(guò)程中三線態(tài)激子的濃度需要調(diào)控。

TADF材料中，當(dāng)S₁態(tài)和T₁態(tài)的能級(jí)差較小且T₁態(tài)激子壽命較長(zhǎng)時(shí)，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(guò)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(shí)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(dá)100％。與磷光材料相比，TADF材料主要為有機(jī)化合物，不需要稀有金屬元素，生產(chǎn)成本低，可通過(guò)多種方法進(jìn)行化學(xué)修飾，使其性能更加豐富且可控。

目前，OLED器件領(lǐng)域?qū)τ赥ADF材料的研究較少，已經(jīng)公開(kāi)的TADF材料性能難以滿足人們對(duì)高性能器件的要求，TADF材料在穩(wěn)定性和發(fā)光性能等方面還有很大的改善空間。

因此，開(kāi)發(fā)更多種類、更高性能的電致發(fā)光材料，以滿足OLED器件的高性能需求，是本領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。