[发明专利]一种不对称型热激活延迟荧光材料及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种不对称型热激活延迟荧光材料及其合成方法和应用。该材料其结构式如式(1)所示：式(1)中，Ar₁和Ar₂为结构不同的芳香胺取代基。同时公开了这种不对称型热激活延迟荧光材料的合成方法。还公开了一种非掺杂型OLED器件，其中的发光层由这种不对称型热激活延迟荧光材料制备而成。本发明公开的不对称型热激活延迟荧光材料具有圆偏振发光和聚集诱导发光性质，热稳定性好且发光性能优异，其合成方法和纯化工艺简单。以所得的热激活延迟荧光材料为发光层制备的非掺杂OLED器件发光亮度高、稳定性好，从而使得OLED器件发光效率和使用寿命都能达到实用化要求。

技术领域

本发明涉及一种不对称型热激活延迟荧光材料及其合成方法和应用。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes，OLEDs)具有响应迅速、视角宽广、体积轻薄、自体发光及可弯曲、可卷曲甚至可折叠等独特优点，因此被称为是最有潜力的下一代显示技术，将有望替代液晶显示器而广泛应用于手机、电视、平板电脑、VR(虚拟现实)头显及可穿戴智能设备等电子产品中。鉴于其蕴含着巨大的经济和社会效益，OLED显示技术已经受到了学术界、产业界甚至各国政府的高度重视，是当前研究与开发的热点和重点领域之一。近年来，关于OLED材料和器件的研究已经取得了显著的进步。然而，到目前为止，OLED技术的实用化发展却仍是步履维艰。究其原因，主要是器件的发光效率、使用寿命及量产所需的制备工艺等仍难以达到实用化要求，导致大面积的OLED显示器还不能进行工业规模应用，尚无法撼动液晶显示器的市场主导地位。

影响OLED器件发光效率、使用寿命和加工工艺的因素是多方面的。然而，可以肯定的是，器件的各种性能归根结底是由材料的性能所决定。其中，发光材料是OLED的重要组成部分，对器件的发光效率和使用寿命具有重大影响。作为优异的OLED发光材料必须具备较高的激子利用率和固体发光量子产率以及良好的热稳定性和加工性能。然而，已报道的有机发光材料绝大多数都是基于单重态跃迁发光的瞬时荧光分子，以它们为发光层所制备的OLED器件其内量子效率的理论极限值仅为25％；而室温磷光材料通常是含Ir、Pt等贵重金属的有机金属配合物，制备成本高，而且磷光材料激子寿命长，容易导致三重态-三重态湮灭，使效率下降。而热激活延迟荧光材料可以通过反系间窜越来有效利用三重态激子，故以其为发光层所制备的OLED器件内量子效率的理论极限值也可以达到100％。与磷光材料相比，TADF(热激活延迟荧光)材料属于纯有机小分子，发光颜色可调、制备工艺简单、生产成本低，同时弥补了磷光和传统荧光材料的不足。因此，TADF材料被认为是继瞬时荧光和磷光后的第三代OLED发光材料。然而，现有的TADF化合物与传统的有机发光材料一样，大都受聚集发光淬灭(ACQ)效应影响，即化合物在聚集状态下发光会变弱甚至不发光。2001年，香港科技大学的唐本忠教授提出了聚集诱导发光的概念，可以克服ACQ效应的影响使材料在固体状态下实现高效发光。时至今日，关于聚集诱导发光的研究已经成为一个非常活跃的领域。而把AIE(聚集诱导发光)和TADF相结合，将有望克服TADF材料ACQ的难题，开发出非掺杂高效发光的有机材料，从而突破OLED的关键技术瓶颈。另一方面，单纯的OLED器件其显示效果受环境光的影响较大，为了有效地抵抗环境光、减少显示方面的干扰，大部分的OLED显示屏都会搭载圆偏光片。圆偏光片主要由偏振片和1/4波片组成。但是，目前OLED显示屏所采用的有机材料基本不具备圆偏振发光也就是CPL特性，其发射光经过1/4波片后将会有50％的光被偏振片吸收，从而造成严重的能量损失。