[發(fā)明專利]高激子利用率的發(fā)光材料及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310073336.X
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116375718A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亞飛;肖陳;劉心怡;朱衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;C09K11/06;H10K85/60;H10K50/12;H10K101/20
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明屬于有機電致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高激子利用率的發(fā)光材料及其應(yīng)用。本發(fā)明以基于三(三唑)并三嗪為受體，樹枝狀三苯胺衍生物為供體，制備了系列新型高激子利用率的發(fā)光材料。在分子中引入適中的吸電子能力的受體以及適中的給電子能力的供體，以構(gòu)筑分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)，適當(dāng)程度的電荷轉(zhuǎn)移和軌道分離獲得了HLCT和TADF雙重性質(zhì)，達(dá)到了100％的激子利用率；并且以這類材料作為發(fā)光層的摻雜劑，所制備的有機電致發(fā)光器件具有較高的外量子效率。

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，特別涉及一種高激子利用率的發(fā)光材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機電致發(fā)光二極管(OLED)在顯示和照明等眾多領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用，因此如何獲得高效的OLED器件，是有機光電領(lǐng)域急需解決的問題。OLED可以將注入的電流轉(zhuǎn)化為激子并有效發(fā)光，根據(jù)自旋統(tǒng)計理論，產(chǎn)生三線態(tài)激子和單線態(tài)激子的比例為3:1，也就是說在傳統(tǒng)的熒光類OLED器件中只有25％的激子能夠被有效利用，剩余75％的電能都以廢熱的形式流失。由此開發(fā)新一代高效、穩(wěn)定、低成本的純有機電致發(fā)光材料，對促進(jìn)OLEDs產(chǎn)業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展尤為重要。

目前，高效的OLEDs材料主要有兩類，Adachi課題組首次將熱活性延遲熒光(TADF)材料，運用于有機電致發(fā)光二極管(OLEDs)中，與含貴金屬(如Pt、Ir)的傳統(tǒng)磷光材料相比，TADF材料無需貴金屬且理論上亦能達(dá)到100％的內(nèi)量子效率，這有利于降低材料制備成本。馬於光教授等人提出了具有高能三線態(tài)反系間竄越特性的熱激子材料，通過高能三線態(tài)反系間竄越過程實現(xiàn)了100％的激子利用率。其主要通過含有雜原子的給體和受體的結(jié)構(gòu)組合來調(diào)控激發(fā)態(tài)性質(zhì)，使其滿足熱激子過程所需要的激發(fā)態(tài)特性。兩種材料對OLEDs材料的發(fā)展具有重要的意義。現(xiàn)有的基于三(三唑)并三嗪單元的D-A型發(fā)光材料都呈現(xiàn)出熱活性延遲熒光(TADF)性質(zhì)或者“熱激子”(HLCT)性質(zhì)，那么如何將兩種性質(zhì)歸屬于同一分子，獲得高激子利用率的OLEDs材料，對有機電致發(fā)光器件具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得高激子利用率的OLEDs材料，本發(fā)明提供了一種以樹枝狀三苯胺衍生物為電子給體，三(三唑)并三嗪為電子受體的高激子利用率的發(fā)光材料，由于適當(dāng)程度的電荷轉(zhuǎn)移和軌道分離，獲得了分子內(nèi)雜化局域-電荷轉(zhuǎn)移(hybrid?local?and?charge-transfer,HLCT)和熱活性延遲熒光(Thermal?activation?delayed?fluorescence,TADF)雙重性質(zhì)。同時，本發(fā)明還系統(tǒng)研究了樹枝狀三苯胺衍生物電子給體對電子受體的材料光物理性能的影響，對于探索高效的OLEDs材料具有重要意義。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明以樹枝狀三苯胺衍生物為電子給體，三(三唑)并三嗪為電子受體，給體與受體之間通過共價連接在受體的對位，合成了一類高激子利用率的發(fā)光材料，該類材料具有如下結(jié)構(gòu)：

其中，R為氫或叔丁基(^tBu)，化合物1和化合物2的結(jié)構(gòu)為：

本發(fā)明的高激子利用率的發(fā)光材料，由于適當(dāng)程度的電荷轉(zhuǎn)移和軌道分離，獲得了HLCT和TADF雙重性質(zhì)。

本發(fā)明的另一個目的是提供高激子利用率的發(fā)光材料的應(yīng)用，將這類基于三(三唑)并三嗪為受體的高激子發(fā)光材料用作發(fā)光層摻雜劑，通過溶液加工，制備有機電致發(fā)光器件。

在本發(fā)明的一個實施例中，以mCP為發(fā)光層主體材料，化合物1或化合物2為客體材料(摻雜量為20wt％)，獲得了一種綠光器件，其外量子效率分別為11.96％、9.9％。

在本發(fā)明的另一實施例中，以mCP為發(fā)光層主體材料，化合物2為敏化劑(摻雜量為30wt％)，并摻雜5％不同的磷光材料(綠色BN4，橙色PO-01，紅色I(xiàn)r(piq)₂acac)，分別獲得了外量子效率高達(dá)30.88％,24.08％和14.33％的綠光、橙光和紅光的溶液加工型器件。