[发明专利]基于打断共轭的给受体型分子内基激复合物发光材料及其在制备有机电致发光器件中的应用

说明书

一类基于打断共轭的给受体型分子内基激复合物发光材料的制备及其在制备OLEDs器件中的应用，属于有机电致发光技术领域。具体是用sp³杂化的C，O，S，Si等原子作为打断共轭的桥连基团，将给受体以打断共轭的方式连接，同时选择合适的给受体，将给受体间电荷转移激发态调节为整个分子的最低激发态。这样所形成的激子，其空穴波函数局域在给体上，电子波函数局域在受体上，空穴和电子的波函数在空间上完全分离。因此，所形成的激子束缚能小，有利于激发态电子的自旋翻转，发生三线态到单线态的反向系间蹿越，从而实现荧光材料对三线态的有效利用。本发明通过合理的给受体搭配还可以实现红，绿，蓝全色发光。

技术领域

本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一类基于打断共轭的给受体型分子内基激复合物发光材料的制备及其在制备OLEDs器件中的应用。

背景技术

自从柯达公司邓青云博士等人在1987年首次报道多层器件结构的有机超薄膜电致发光器件以来，OLEDs产业迅猛发展并走向实际应用。但是，目前OLEDs领域仍然有很多问题没有解决。目前已经商业化的材料大都是基于铱或铂等重金属的磷光材料。磷光材料可以利用重金属原子强烈的旋轨耦合作用使三线态发光，从而实现100％的内量子效率。但是重金属元素资源储量有限，价格昂格，不适于长期开发应用。而有机荧光材料不含贵金属，主要由C、H、O、N、S等元素构成，价格相对更加廉价。有机荧光材料不能利用三线态，因此器件效率很低。因此，开发能利用三线态的有机荧光材料有重要的科学意义和实用价值。

一般而言，最低三线激发态(T₁)能量低于最低单线激发态(S₁)能量。如果要实现三线态到单线态的反向系间蹿越(RISC)，需要小的T₁—S₁能级差，以实现室温下T₁到S₁的反向系间蹿越。T₁—S₁能级差与电子—空穴对的束缚能直接相关，束缚能越小，T₁—S₁能级差也就越小。电子—空穴对的束缚能与其波函数的重叠程度相关，电子和空穴各自的波函数在空间重叠程度越小，束缚能也就越小，越有利于实现T₁到S₁的反向系间蹿越。sp³杂化轨道在空间呈现正四面体型。将给受体用sp³杂化方式的C，O，S，Si等原子连接，能有效的打断给受体之间的共轭，通过选择合适的给受体，可以将最低激发态调节为给受体间的电荷转移态。这样，电子局域在受体上，空穴局域在给体上，给受体间的共轭被中间sp³杂化的连接基团打断，因此，激发态的电子和空穴在空间完全分离，束缚能小，有利于电子自旋翻转，实现三线态到单线态的反向系间蹿越。这种利用sp³杂化原子为打断共轭的连接基团，将给受体以打断共轭的方式连接，以达到电子和空穴小的束缚能的策略，可以实现有效的三线态激子利用。这种分子设计策略特点在于给受体间没有直接共轭，类似于将基激复合物中充当给体和受体的两个不同基团引入到同一个分子内，因此在这里我们提出利用分子内基激复合物发光实现三线态有效利用的概念。这一分子设计理念具有普适性，可以实现荧光分子有效的三线态利用，从而达到提升器件性能的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分子内基激复合物发光材料，这种发光材料以sp³杂化方式的原子为打断共轭的连接基团，将给受体连接起来，可以实现小的激子束缚能，从而实现荧光材料有效的三线态利用，提升OLEDs荧光材料器件性能。

本发明的又一目的在于提供以上述材料为母体，Ir(ppy)₃为客体的掺杂型OLEDs器件。

本发明通过以下技术手段实现：

一种基于打断共轭的给受体型分子内基激复合物发光材料，具有如下P1n到P4n所示结构通式：

其中D代表电子给体：