[发明专利]一种热激活延迟荧光高分子化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种以非对称热活化延迟荧光小分子为发光单体运用Suzuki聚合法制备的热激活延迟荧光高分子化合物。本发明以侧链连接TADF小分子的策略，以聚螺芴、芴、咔唑、苯或者三苯胺等为主链，在保证主链高的三线态能级的同时，也能保证主链具有良好的空穴传输性能，制得的TADF高分子能够很好地传承小分子的TADF特性，有些高分子的光致发光量子产率和反向系间窜越常数甚至比小分子还高，本发明合成的高分子化合物具有非常高的玻璃化转变温度和热分解温度，同时拥有非常良好的成膜性。在应用于电致发光器件时，掺入主体和辅助TADF小分子，能够获得目前延迟荧光高分子最高的电流效率（38.6 cd/A）、功率效率（14.3 lm/W）和外量子效率（16.1%）。

技术领域

本发明涉及一类热激活延迟荧光高分子材料的制备以及使用该类热激活延迟荧光材料制备的溶液旋涂OLED器件。特别涉及一种通过添加辅助TADF掺杂剂进一步提高光致发光量子产率以获得高的有机电致发光器件外量子效率的方法。

背景技术

有机发光二极管(OLEDs)在显示、照明等领域的光电器件中的应用方面具有非常大的潜在应用价值。光电转换效率是评估OLED的重要参数之一，自有机发光二极管问世以来，为提高有机发光二极管的发光效率，各种基于荧光、磷光的发光材料体系被开发出来。基于荧光材料的OLED具有稳定性高的特点，但受限于量子统计学定律，在电激活作用下，产生的单重激发态激子和三重激发态激子的比例为1:3，因此荧光材料的内部电致发光量子效率被限制在25％。磷光材料由于具有重原子的旋轨耦合作用，可同时利用单重激发态激子和三重激发态激子，其理论内电子发光量子效率能够达到100％。但基于磷光的OLED材料多采用贵重金属，一是成本高，二是不环保。

为了克服这上述两种材料的缺点，Adachi等提出了利用三重激发态激子通过热激活回到单重态，再辐射跃迁回到基态发光，也可以使得理论内量子效率达到100％。这样便可利用不含有重金属原子的有机化合物实现可与磷光OLED相匹配的高效率，参见C.Adachi,et.al.,Nature,Vol 492,234,(2012)。目前大部分研究都集中在蒸镀型材料，这会使得器件的制作成本变得很高。高分子热激活延迟荧光材料由于良好的成膜性，在湿法加工方面具有明显的优势。但是如何使得热激活延迟荧光高分子保持高的光致发光量子产率以及较大的反向系间窜越常数仍然没有得到解决，这也是目前高分子热激活延迟荧光材料制备的器件外量子效率比较低的原因。

基于以上背景，现有技术在材料设计和器件制备方面的解决方案还有待改进和发展。

发明内容

针对现有热激活延迟荧光高分子材料光致发光量子产率低、相应的PLED器件效率低等问题，本发明提供一类热激活延迟荧光高分子材料以及使用该类高分子材料制备的OLED器件。这些高分子有如下的通式：

一种热激活延迟荧光高分子化合物，含有M1、M2和M3表示的结构单元，

M1、M2分别独立选自中的一种；

M3具有式(I)所示的结构：

D1、A、D2分别选自以下结构单元中的一种：

M1和M2相同时，M1+M2占M1+M2+M3摩尔总量的80-95％；

M1和M2不同时，M1占M1+M2+M3摩尔总量的50％；M2占M1+M2+M3摩尔总量的30-45％；

高分子化合物的数均分子量为4082-21025g/mol，重均分子量为8370-39854g/mol。