[發明專利]含有硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元的發光高分子及其電致發光器件

有效

• 申請號: 202011083913.6
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112225837B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王利祥;邵世洋;陳凡;趙磊;王淑萌;王興東;呂劍虹
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08F112/14
• 分類號: C08F112/14;C08F212/08;C08F212/14;C09K11/06;H01L51/54;H01L51/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋

本發明提供了一種含有硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元的發光高分子化合物，具有式(I)、式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示結構。采用硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元作為發光單元，利用硼原子和硫(硒、碲)原子之間的共振效應實現HOMO和LUMO的分離，實現較小的ΔE_ST和TADF效應；硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元具有剛性骨架結構，能夠降低激發態結構弛豫程度，從而實現較窄的半峰寬。還可以通過在高分子側鏈引入空穴傳輸單元和/或電子傳輸單元，使得高分子具有良好的載流子傳輸能力，從而實現高的器件效率。采用本發明的高分子作為溶液加工器件的發光層，能夠在無需濾光片和微腔結構的情況下實現較窄的電致發光半峰寬，和高的器件外量子效率。

技術領域

本發明涉及有機發光材料領域，尤其是涉及一種含有硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元的發光高分子化合物、其制備方法和有機電致發光器件。

背景技術

有機發光器件(OLEDs)通常是由陰極、陽極及陰極和陽極之間插入的有機物層構成，即器件的組成是由透明ITO陽極、空穴注入層(TIL)、空穴傳輸層(HTL)、發光層(EL)、空穴阻擋層(HBL)、電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)和陰極形成，按需要可省略1～2有機層。其作用機理為兩個電極之間形成電壓，一邊從陰極注入電子，另一邊從陽極注入空穴，電子和空穴在發光層再結合形成激發態，激發態回到穩定的基態，器件發光。由于色彩豐富、快速響應以及可制備柔性器件等特點，有機電致發光器件被認為是最具有發展前景的下一代平板顯示和固體照明技術。根據發光材料的種類不同，OLEDs可以分為有機小分子器件和有機高分子器件兩大類。其中，有機高分子器件可以采用溶液加工(如旋涂和打印等)的方式制備低成本、大面積器件，因而在顯示和照明領域具有廣闊應用前景。

傳統的高分子熒光材料受到自旋量子統計規律的限制，在電致發光過程中僅能利用占全部激子數目25％的單線態激子，其余75％的三線態激子通過非輻射躍遷的方式失活，因此其器件內量子效率(IQE)的極限值為25％。為了提高激子利用率，需要實現對三線態激子的利用。例如，將磷光金屬配合物引入到高分子發光材料的主鏈或側鏈，利用重金屬原子的旋軌耦合作用可以將三線態激子轉化為光子，實現100％的內量子效率。但這一途徑面臨磷光金屬配合物價格昂貴的問題。另一途徑是發展具有熱活化延遲熒光(thermallyactivated delayed fluorescence，TADF)性質的高分子發光材料，利用熱活化的反向系間竄越(RISC)過程將三線態激發態轉移至單線態激發態發出熒光，從而實現對單線態和三線態激子的充分利用。具有TADF性質的高分子一般須滿足兩方面條件：較小的單線態-三線態能級差(ΔE_ST)和較高的熒光量子效率(PLQY)。一方面，較小的ΔE_ST(＜0.3eV)有利于發生熱活化的反向系間竄越過程，從而有利于提高三線態激子的利用效率；另一方面，材料須具有較高的PLQY，從而促進單線態激子以光的形式衰減，提高器件效率。

目前發展TADF高分子的主要途徑是在高分子主鏈或側鏈引入給體(D) 和受體(A)基團，使得最高占據軌道(HOMO)和最低空軌道(LUMO)在空間上有效分離，從而實現小的ΔE_ST。但是這種D-A結構由于其激發態的振動弛豫而表現出較大的Stokes位移，且發光光譜較寬，半峰寬(FWHM)一般在 70—100nm，導致其色純度不高，在實際應用中往往需要采用濾波片或者構造光學微腔來提高色純度，但這樣會導致器件的外量子效率降低或器件結構變得復雜。

因此如何通過合適的化學結構設計，開發出既具有TADF效應、又具有窄光譜的高分子發光材料，解決上述高分子發光材料面臨的發光效率偏低和半峰寬較寬的缺陷，已成為領域內諸多具有前瞻性的研究人員亟待解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供含有硼/硫(硒、碲)雜化稠環單元的發光高分子化合物，具有窄的半峰寬和高的器件效率。