[发明专利]一种含β-二酮结构的荧光材料及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种同时具有热激活延迟荧光和激发态质子转移性质的荧光材料，以具有激发态质子转移性质的β‑二酮或其衍生物作为强拉电子中心核（Acceptor，A），具有强给电子能力的芳胺类衍生物（Donor，D）作为电子给体，以苯环或其它芳香环作为桥联基团，形成D‑π‑A‑π‑D型强电荷转移态化合物。本发明的荧光材料制备简单适于广泛应用。因此，按照本发明得到的有机化合物可替代传统的热激活延迟荧光材料和激发态质子转移材料，在荧光成像、生物传感、紫外线吸附剂和发光器件等方面有重要的应用价值和广阔的前景。

技术领域

本发明涉及一种荧光材料和使用该类荧光材料制备的OLED器件。特别涉及一种以β-二酮或其衍生物为受体的荧光材料和使用该类荧光材料制备的OLED器件。

技术背景

激发态质子转移(ESIPT)分子最大的特点在于其四步质子循环过程和大的Stokes位移，其在有机电致发光、生物成像、分子逻辑阀门等方面有很好的应用前景。但传统的ESIPT荧光材料普遍具有荧光寿命短、固态量子产率低和发光机制复杂易受环境影响的缺点，这大大限制了它们的发展应用。利用ESIPT荧光分子作为发光材料制备的有机发光二极管(OLEDs)，普遍外量子效率(EQE)较低，仅为1％左右。这是因为传统的ESIPT荧光材料其固态量子产率不高而又只能利用占比25％的单重激发态激子。为了改善ESIPT荧光分子的发光性能，研究人员尝试了各种方法来改进ESIPT分子的结构，参见Seki,et.al.,Chem.Soc.Rev.,Vol 45,(2016)，但是效果都不好。

近几年，热激活延迟荧光(TADF)材料以其能够利用三重态激子而不需要用到贵重金属的独特性质而受到了研究人员的广泛关注。TADF材料能够通过反向系间窜越过程使三重态激子转变成单重态激子然后发出荧光，从而达到100％的器件内量子效率。基于TADF材料的OLED，已经在红绿蓝全色范围内实现了接近或超过20％的EQE，基本可以和基于重金属配合物的磷光OLED相媲美。TADF材料具有良好的固体发光性质和较长的延迟荧光寿命，因而将TADF的概念融入ESIPT荧光材料，可以很好的弥补传统ESIPT荧光材料的不足。早在2007年Park等人已经证实了此设计方案的可行性，参见S.Y.Park,et.al.,J.Phys.Chem.A,Vol 111,9649,(2007)。

综上所述，融入TADF设计理念的ESIPT荧光分子将在保持自身的激发态质子转移特性的同时完美地继承TADF分子的优异光电特性，可以很好的克服传统ESIPT荧光分子的一些缺点从而获得更好的固体发光性能，其固态量子产率会有显著提升。并且，基于此类ESIPT荧光分子的OLED将可以从理论上实现100％的激子利用率，其电致发光性能将更加优越。

发明内容

针对传统ESIPT分子的荧光寿命短和固态量子产率低的缺陷，本发明旨在提供一种含β-二酮结构的荧光材料及其制备方法和应用，将ESIPT和TADF融合，使得ESIPT分子能够具有TADF分子的长荧光寿命和高固态量子产率的优点，克服传统ESIPT荧光分子的缺陷，从而实现高的基于ESIPT荧光分子的OLED。

本发明技术方案如下：

一种含β-二酮结构的荧光材料，具有如下结构：

其中，R₁为-H，-CH₃，-C₂H₅，-CH₂CH₂CH₃，-CH(CH₃)₂，-C(CH₃)₃，-Ph，-F，-CN中的任一种；

R₂为-H或

R₃为

π₁和π₂分别为中的任一种；