[发明专利]芴基热活化延迟荧光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种芴基热活化延迟荧光材料及其制备方法和应用，属于有机半导体材料技术领域。芴基热活化延迟荧光材料包括电子给体单元、电子受体单元以及烷芳基芴单元，电子给体单元连接电子受体单元和烷芳基芴单元。此外，本发明的芴基热活化延迟荧光材料使用溶液加工技术制备，成膜性好，表现出良好的稳定性，便于大规模应用；同时，该芴基热活化延迟荧光材料可应用于有机电致发光器件中，表现出较高的电流效率和功率效率，还具有较低的工作电压和较长的发光寿命，在有机发光显示和照明等领域具有良好的应用前景。芴基热活化延迟荧光材料的化学结构通式为：

技术领域

本发明涉及一种芴基热活化延迟荧光材料及其制备方法和应用，属于有机半导体材料技术领域。

背景技术

近年来，平板显示技术与白光照明技术发展尤其迅速。其中，有机电致发光二极管(OLED,Organic Light-emitting Diodes)被认为是传统无机发光器件的良好替代品。基于有机电子材料的半导体器件，因其成本低、易制备、柔性可折叠和可大面积应用等优势，受到国内外科研学者的广泛关注。

OLED的器件结构相对复杂，包括载流子注入层、传输层、发光层以及电极层等，而其核心发光层的有机材料是电致发光器件的关键。根据自旋统计理论，电激发电子按1:3比例分别产生单线态和三线态激子，而选择规则使得常规荧光材料仅利用0.25的单线态激子，内量子效率限制在25％。为了将各态激子用于辐射发光，重金属配合物磷光和热活化延迟荧光材料分别通过系间窜越和反系间窜越，实现了理论100％内量子效率。其中，纯有机的热活化延迟荧光材料(TADF,Thermally Activated Delayed Fluorescence)不引入贵金属或稀土金属，从分子设计考虑HOMO和LUMO能级的有效分离，保证小的能级差的同时，还能提高发光量子效率，因而在合成成本上比磷光具有更大的优势。

目前，TADF-OLED的制备多采用真空蒸镀工艺，制程复杂，成本高，难以实现大面积应用，而溶液加工工艺能够克服这些问题，是柔性显示面板实现大规模生产的良好选择。众多研究者通过各自的努力，先后开发出各类树枝状和聚合物TADF材料，例如，Ban等人通过主客体一体化策略实现了22.6％高外量子效率蓝光OLED的制备(ACSAppl.Mater.Interfaces2020,12,1190-1200)，Rao等人基于“TADF+接头”策略成功构建了共轭PLED达到23.5％的高外部量子效率(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,1320–1326)。

然而，可溶液加工TADF材料的设计开发，需要综合考虑合成成本、成膜性、热稳定性、电化学稳定性等多个因素，最终期望获得高外量子效率、高色纯度和低滚降效率等优异的器件性能。现有溶液法制备OLED，特别是蓝光OLED，由于自身短波所需的能量较高，依然存在很多问题，比如驱动电压高、主客体分离、电荷传输不平衡等，导致器件效率相对低下，工作寿命也难以延长。

有鉴于此，确有必要提出一种芴基热活化延迟荧光材料，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芴基热活化延迟荧光材料及其制备方法和应用，该材料作为有机发光材料应用于有机电致发光器件中，能表现出较高的电流效率和功率效率，以及较低的工作电压和较长的发光寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种芴基热活化延迟荧光材料，包括电子给体单元、电子受体单元以及烷芳基芴单元，所述电子给体单元连接所述电子受体单元和烷芳基芴单元，所述芴基热活化延迟荧光材料的化学结构通式为：

作为本发明的进一步改进，所述化学结构通式中为所述电子受体单元，所述为以下结构中的任意一种：

作为本发明的进一步改进，所述化学结构通式中为所述烷芳基芴单元，所述为以下结构中的任意一种：