[发明专利]具有分子内电荷转移特性的D-A型热激活延迟荧光材料及应用

说明书

本发明公开了一种具有分子内电荷转移特性的D‑A型热激活延迟荧光材料及作为有机电致发光器件客体材料的应用，该发光材料以2,3‑二氰基吡嗪菲单元为电子受体，咔唑、吩噁嗪或吩噻嗪单元为电子给体，合成方法简单，将其作为发光层的客体材料制作成电致发光器件，红光发光器件的电流效率、功率效率、外量子效率均较高，在全彩显示和固态照明领域的应用前景广阔，可广泛应用于有机电致发光领域。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种含有2,3-二氰基吡嗪菲单元和咔唑或吩噁嗪或吩噻嗪单元的化合物，以及该化合物作为有机电致发光器件发光层客体材料的应用。

背景技术

有机发光二极管(organic light-emitting diodes,OLED)在固态照明及平板显示等领域具有广阔的应用前景(Goushi,K.；Yoshida,K.；Sato,K.；Adachi,C.Nat.Photonics 2012,6,253.)，因而受到了广泛的关注。OLED发光材料通常分为荧光材料和磷光材料。根据自旋统计规律，OLED在电致激发条件下所产生最低激发单重态(S₁)和最低激发三重态(T₁)激子的比例通常为1：3，所以基于传统荧光材料OLED器件，尽管具有较高的可靠性和稳定性，但是其理论上最大内部量子效率(IQE)不超过25％。磷光材料由于能有效地利用S₁态和T₁态激子发光，其理论上最大IQE可达100％，目前已报道的磷光器件的外部量子效率(EQE)已超过30％(Kim,K.-H.；Moon,C.-K.；Lee,J.-H.；Kim,S.-Y.；Kim,J.-J.Adv.Mater.2014,26,3844.)。然而，Ir(III)、Pt(II)、Os(II)等配合物的磷光材料需要使用贵金属，这些贵金属在地壳中含量稀少、价格昂贵且其化合物的毒性较大，严重阻碍了它们在OLED中的大规模应用。而廉价的铜(I)配合物磷光材料的化学和热稳定性较差，其材料的研究仍稳步推进中。近几年来，高量子效率的热激活延迟荧光(TADF)材料及其器件的研究已成为OLED领域研究的一个热点。TADF材料要求S₁态与T₁态的能级差(ΔE_ST)足够小，在室温热激发条件下T₁态的激子能够逆向系间窜越(RISC)回到S₁态，然后辐射跃迁发出延迟荧光，从而能充分利用T₁态的激子。因此，与磷光材料类似，理论上最大IQE可接近100％(Uoyama,H.；Goushi,K.；Shizu,K.；Nomura,H.；Adachi,C.Nature 2012,492,234.)。通常，有明显延迟荧光的材料要求其ΔE_ST小于0.3eV(Zhang,Q.-S.；Li,J.；Shizu,K.；Huang,S.-P.；Hirata,S.；Miyazaki,H.；Adachi,C.J.Am.Chem.Soc.2012,134,14706.)，而延迟荧光比例占主导地位的材料则要求其ΔE_ST小于0.1eV。

TADF材料可以采用纯有机分子，无需磷光配合物必要的金属离子，具有分子设计灵活、器件成本低等诸多优点，因此它被誉为是继传统荧光材料和磷光材料之后的第三代OLED发光材料。已报道的TADF材料体系按受体分类包括砜类、三嗪类、螺环吖啶类、螺二芴类、二苯甲酮类化合物等。迄今，TADF材料的绿光和蓝光的OLED器件均取得了较大的进展。以1,2,3,5-四(9-咔唑基)-4,6-间苯二腈(4CzIPN)为发光层制成绿光OLED器件的IQE接近100％，EQE高达29.6％(Sun,J.W.；Lee,J.-H.；Moon,C.-K.；Kim,K.-H.；Shin,H.；Kim,J.-J.Adv.Mater.2014,26,5684.)，接近磷光OLED器件EQE的最高值。以双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(DMAC-DPS)为发光层所制备蓝光OLED器件的EQE已达到19.5％(Zhang,Q.-S.；Li,B.；Huang,