[发明专利]基于二苯并杂环共轭π桥的蓝色热活性延迟荧光材料及应用

说明书

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体公开了一类基于二苯并杂环共轭π桥的蓝色热活性延迟荧光材料及应用。这类蓝色热活性延迟荧光材料以芳胺衍生物为给体单元，砜为受体单元，二苯并杂环为共轭π桥的新型蓝光TADF材料。二苯并杂环共轭π桥具有较大的平面刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，提高TADF材料的发光效率，并且还可获得较小的ΔE_ST值，有利于构筑高效蓝色TADF材料。以这类新型的蓝光TADF材料为发光层掺杂剂，制备了溶液加工型电致发光器件，并获得了高达20％的最大外量子效率。本发明详细探讨了分子结构与性能的关系，对构筑高效的蓝光TADF材料具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一类有机热活性延迟荧光(TADF)材料，主要涉及一类以二苯并杂环刚性单元为π桥，芳胺衍生物为电子给体，二苯基砜衍生物为电子受体的蓝色有机热活性延迟荧光材料，及其在有机电致发光器件中的应用，属于有机电致发光材料技术领域。

背景技术

热活化延迟荧光材料具有100％的理论内量子效率，又不含重金属原子，被誉为第三代有机电致发光材料。自2009年日本九州大学Adachi课题组首次将热活性延迟荧光(TADF)材料运用于有机电致发光二极管(OLEDs)中，开启了TADF材料及其器件的研究热潮。

实现TADF过程的关键在于分子的最低激发单线态和最低激发三线态之间的能级差(ΔE_ST)足够小，三线态激子受热后通过反系间窜越(RISC)上转换至单线态，单线态激子再辐射跃迁回基态而发光。为了获得具有较小的ΔE_ST值，通常需要减少分子的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的空间重叠。为了达到这个目的，目前应用最广泛的TADF分子的设计策略是在分子中引入较强的给体单元和受体单元，构筑具有扭曲结构的给体(D)-π-受体(A)型分子。目前尽管TADF材料从蓝光至近红外区域均取得了重大突破，但大部分报道的TADF蓝光材料由于分子内给受体间的高度扭曲，其分子内振动强度增加大，进而其非辐射跃迁增加，降低了材料的发光效率。因此，高效蓝光TADF材料的结构-性能关系仍具有重要的研究意义。

发明内容

为了进一步平衡分子的ΔE_ST与发光效率，获得高效稳定的蓝光TADF材料，本发明以芳胺衍生物为给体，二苯基砜单元为受体，以二苯并杂环单元为共轭π桥，构筑了系列新型的蓝光TADF材料。方案中二甲基吖啶单元是一类较好的给电子单元，二苯基砜是一种弱受体单元，二者结合有利于实现分子的HOMO和LUMO轨道分离，进一步减小ΔE_ST。另一方面，给受体之间通过共轭π桥二苯并杂环连接，这增加了分子刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，获得高效率蓝光TADF材料。同时，本发明还系统研究了二甲基吖啶给体和二苯基砜受体的不同位置结合对材料光物理性能的影响，对于探索高效的蓝光TADF材料具有重要意义。

本发明的另一个目的是提供蓝光TADF材料作为有机电致发光二极管发光层材料的应用，可以获得发光性能优异的有机电致发光器件。

为了实现上述技术目的，本发明合成了一类以芳胺衍生物为给体，二苯基砜为受体，二苯并杂环为共轭π桥的热活性延迟荧光材料，该热活性延迟荧光材料具有如下结构：

式1.分子结构

进一步以这类基于二苯并杂环共轭π桥的TADF材料为发光层掺杂剂，通过溶液加工制备了电致发光器件，并获得了20％的最大外量子效率。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果在于：

1、本发明以二苯并杂环单元为共轭π桥，构筑系列新型的蓝光TADF材料。这种二苯并杂环共轭π桥具有较大的平面刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，提高TADF材料的发光效率；

2、这种二苯并杂环共轭π桥对分子内电荷转移的影响较少，可获得较小的ΔE_ST值，有利于构筑高效蓝色TADF材料；