[发明专利]吖啶酮类有机电致发光材料及其应用

说明书

吖啶酮类有机电致发光材料及其应用，其属于电致发光材料技术领域。该材料以9‑位氮原子上连接氮杂芳环取代基的吖啶酮为受体、以含有五元环或六元环的环状芳香胺为给体、给体通过其氮原子与吖啶酮的苯环直接相连的蓝光有机热活化延迟荧光材料。吖啶酮受体9‑位所连氮杂芳环吡啶、嘧啶、三嗪等，该氮杂芳环的2’位氮原子能与吖啶酮4,5‑位上的氢原子形成分子内氢键；给体包含咔唑及其衍生物、吖啶及其衍生物等环状芳香胺，并且给体通过其氮原子与吖啶酮受体的苯环上的碳原子相连形成热活化延迟荧光材料。该材料通过调解给体的给电子能力和空间位阻大小、受体吸电子能力、以及分子内氢键作用，调控分子的单线态和三线态和载流子的传输平衡，优化了发光性能。

技术领域

本发明属于电致发光材料技术领域，涉及一类以9-位氮原子上连接氮杂芳环取代基的吖啶酮为受体，以五元环或六元环的环状芳香胺为给体，给体通过其氮原子于吖啶酮的苯环直接相连的蓝光有机热活化延迟荧光材料有机热活化延迟荧光材料。

技术背景

随着科技水平的提高，人们对显示技术的要求也随之提高。显示技术也同其他的科研技术一样，也经历不断创新和改革的过程。显示技术的发展，是由第一代的阴极射线管(cathoderay tube，CRT)显示器，到第二代的液晶显示器(liquid crystal display,LCD)，再到现在的有机电致发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)，经历了三代的发展。与其它显示和照明技术相比，OLED具有既薄又轻、主动发光、宽视角、快速响应、能耗低、低温和抗震性能优异以及潜在的柔性设计等优点。OLED整体为全固态器件，无真空腔，无液态成分，所以不怕震动，使用方便，加上高分辨力、视角宽和工作温度范围宽等特点，在武器装备和恶劣环境领域将会得到广泛应用。此外，OLED还可作为显示领域的平面背光源和照明光源应用。

OLEDs大体可分为三种，第一种基于传统荧光材料，由于只能利用25％的单线态激子来发光，而75％的三线态激子以非辐射的形式耗散掉，因此其器件的效率普遍偏低。为了充分利用有机小分子的75％的三线态激子，在科研工作者的努力下，研究出第三类有机电致发光材料(热活化延迟荧光材料)。由于单线态和三线态小的分裂能(ΔEst)，75％的三线态激子可以通过反系间穿越到25％的单线态而发光，从而使理论内量子效率(η_in)_t达到100％。这热活化延迟荧光材料具有高亮度、高效率、发光颜色覆盖面宽，成本低等优势，因而成为国内外科学家们热衷研究的对象，是目前应用最广泛的电致发光材料。

当前，作为商业化OLED主要应用的蓝光材料，传统荧光材料尽管稳定性好，但只能利用25％的单线态激子，进而导致低效率。磷光材料虽然能显著提高器件效率，但是由于利用重(贵)金属，不仅提高了成本，而且稳定性差。热活化延迟荧光(TADF)材料利用纯有机分子可实现100％激子利用率，为OLED蓝光材料与器件提供了新的选择。然而，高效、高色纯度的蓝色TADF材料的非常稀少，由于大的Eg，小的SOC，在其缓慢的激子发光动力学过程，遭受更大的非辐射跃迁、三重态-三重态湮灭(TTA)、单重态-三重态湮灭(STA)和浓度淬灭、振动驰豫、半峰宽，导致器件性质不能很好的满足产业化要求。为了解决这个缺点，开发了大量的含硼原子稠环骨架的TADF材料；目前报道的稠环有机荧光材料主要集中在硼/氧或者硼/硫稠环分子两类体系，但含硼原子的材料合成步骤多，提纯比较困难，成本大大提高。因此，开发具有全新元素组成和全新化学结构的稠环分子体系成为发展高效的蓝光TADF材料的机遇和挑战。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的、高效率并且效率衰减缓慢的以9-位氮原子上连接氮杂芳环取代基的吖啶酮为受体，以五元环或六元环的环状芳香胺为给体，给体通过其氮原子于吖啶酮的苯环直接相连的蓝光有机热活化延迟荧光材料有机热活化延迟荧光材料。该分子因吖啶酮本身9位氮原子采用SP²杂化方式及分子内氢键作用保持了较高的分子刚性，从而保证了高的荧光量子产率，具有激发态结构弛豫被刚性分子骨架抑制，小的弛豫、窄谱带发光的突出特征，是高效的、高色纯度的蓝光TADF分子。

本发明的技术方案如下：