[发明专利]1,8‑萘酰亚胺类有机电致发光主体材料及器件

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光材料领域，特别涉及一类能用于制备黄光、橙光及红光电致发光器件的具有三线态融合能力的新型主体材料。具体地说，本发明涉及一系列具有延迟荧光性质的1,8-萘酰亚胺衍生物类化合物及制备方法，以及该类1,8-萘酰亚胺衍生物类化合物作为主体材料在有机电致发光领域中的应用。

背景技术

有机电致发光二极管(OLED)由于其在全彩显示及照明方面的潜在应用，而受到了人们的广泛关注。根据发光机制，OLED可分为磷光OLED和荧光OLED两大类。其中磷光OLED由于可以同时利用三线态激子和单线态激子，因此这类器件的发光效率一般较高【Adv.Mater.,2009,21,4802】。但是这类器件中需要使用磷光材料作为发光材料，而其一般为贵金属配合物，价格昂贵【J.Am.Chem.Soc.,2012,134,14706】；且纯蓝光电致磷光材料分子性能十分低下。相比之下，荧光OLED由于使用不含重金属的荧光材料为发光材料，故其成本比较低廉，且种类丰富多样，易于获得纯蓝光材料。但是荧光OLED一般只能利用单线态激子，激子利用率理论值仅为25％【Phys.Rew.B.,1999,60,14422】。因而，想要突破其理论限制，提高荧光器件的电致发光效率，将不发光的三线态激子利用起来是一个极其重要的手段，而利用延迟荧光技术则可实现对三线态激子的有效利用【Adv.Mater.,2013,25,3707】。按照机理，延迟荧光可分为热致延迟荧光(TADF)和三线态融合延迟荧光(TFDF)两类【Adv.Mater.,2013,25,1455】。自2009年Chihaya Adachi首次将TADF类材料运用到有机电致发光器件中以来，TADF类材料受到广泛关注。TADF类材料目前仅能作为发光客体材料用于制备OLED，虽然其理论内量子效率可高达100％，但是这类材料需要在具有较小的单线态-三线态能级差(ΔE_ST)的同时，还要兼具高的光致发光效率。而从分子结构上讲，要想获得尽可能小的ΔE_ST，往往会同时带来发光效率低下的问题【Nature,2012,492,234】。因此，高性能的TADF发光客体材料目前极为少见【Chem.Commun.,2012,48,9580】。

TFDF则是另一种利用三线态激子的有效手段，可通过三线态-三线态湮灭(TTA)过程生成额外的单线态激子，因此TFDF-OLED的最大内量子效率亦可高达62.5％【Appl.Phys.Lett.,2011,98,083302】。目前的研究工作主要集中于研究TTA过程对OLED器件发光效率的影响，使用的是具有TFDF性质的常见材料，比如蒽类衍生物、三(8-羟基喹啉合铝)及红 荧烯等【Phys.Rev.Lett.,2009,102,087404；Appl.Phys.Lett.,2009,94,083307；Appl.Phys.Lett.,2013,103,263301】，整体的电致发光的性能往往不是很理想。

开发高性能的新型TFDF材料，对于提高电致荧光器件的发光效率，推进其产业化进程具有重要的理论及实践意义。具有TFDF特性的材料不仅可用作非掺杂的发光材料制备高效OLED【J.Mater.Chem.,2008,18,3376】，而且还能作为主体材料，通过与发光客体分子间形成能量传递，实现对三线态激子的利用，从而大大提高器件的效率【J.Appl.Phys.,2009,106,124510】。由于TFDF材料在作为主体材料时既能实现对三线态激子的有效利用，且不需要自身具有高的固体发光效率，因此在满足2E_T≥E_S的先决条件下【ISRN Mater.Sci.,2013,2013,19】，从分子结构设计的理论角度来讲，这类TFDF主体材料较TADF材料更易于获得。

本发明旨在开发一系列具有TFDF性质的新型电致发光主体材料。以其作为主体材料，可制备出高效率的黄光、橙光和红光TFDF-OLEDs，其发光效率均可大幅超过单线态的利用率理论极限(25％)，对应外量子产率为5％。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一系列具有TFDF性质的新型1,8-萘酰亚胺衍生物类化合物。

本发明所提供的具有TFDF性质的1,8-萘酰亚胺衍生物类化合物的电致发光主体材料，其结构通式(其中R₁和R₂是通过苯氧桥与1,8-萘酰亚胺单元相连接)如下：

其结构特征在于：