[发明专利]一种二苯并杂环化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种二苯并杂环化合物，具有式(I)所示结构。二苯并杂环化合物的LUMO能级低，能够与电子传输材料良好匹配，有利于电子的注入与传输。二苯并杂环化合物具有良好的空穴传输性能，作为发光层材料能够平衡发光层中电子和空穴的比例，提高复合几率，使器件发光效率提升。二苯并杂环化合物的空间构型能够避免材料分子堆叠，进而避免分子间能量传递导致高能激子产生，减轻激子湮灭，抑制效率滚降。同时，二苯并杂环化合物具有良好的热稳定性，能够实现高效稳定的蓝光发光。本发明还公开了一种有机电致发光器件，至少有一个功能层中含有上述的二苯并杂环化合物，能够得到具有高蓝光发光效率和低工作电压的蓝光器件。

技术领域

本发明涉及有机电致发光材料领域，具体涉及一种二苯并杂环化合物及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光器件(organic light-emitting diodes，OLED)由于有驱动电压低、发光效率高、对比度高、色饱和度高、能耗低、主动发光、视角宽、响应快等优点，在显示和照明领域有极大的应用前景，越来越受到人们的重视。

1987年，美国Kodak公司的Tang等利用真空沉积镀膜的方法制备出多层结构的OLED器件。OLED器件以导电的氧化铟锡(ITO)作为阴极，并在上面依序蒸镀芳香胺衍生物与三(8-羟基喹啉)铝，阳极材料则使用镁银合金，得到了具有高亮度(1000cd/m²)的绿光发光器件。同时，由于对器件结构进行优化，增加了以芳香胺衍生物形成的空穴传输层，实现了较高的发光亮度和发光效率，并使驱动电压降低到10V以下。此后，有机电致发光材料的研究引起了各国科学家的关注，成为了学术界和产业界的研究热点。

荧光材料是最早应用的第一代OLED材料，但是此类材料所组成的器件效率低，仅仅能利用材料25％的单线态激子发光，75％的三线态态电致激子由于自旋禁阻作用以非辐射失活的形式回到基态，很大程度上限制了器件的效率。直到1998年，Baldo等首次报道通过在有机小分子中引入铱(III)、铂(II)以及锇(II)等金属形成配合物，可以通过自旋耦合作用使得材料的三线态激子能够辐射跃迁发出磷光，获得了理论上100％的内量子效率。2012年日本九州大学Chihaya Adachi教授发现了具有小的单线态-三线态能级差(ΔE_ST)的TADF材料，TADF材料的三线态激子可以通过反系间窜越(RISC)转变成单线态激子发光，充分利用了之前无法利用的75％的三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。

目前，磷光材料和TADF材料的开发使得红色、绿色的发光材料已经能够满足有机电致发光器件的发光性能要求。然而，蓝光发光材料由于吸收光谱的波长较短、LUMO与HOMO间的带隙宽，使的蓝光发光材料的辐射发光需要获得更多能量，限制了蓝光器件的发光效率。蓝光发光材料主要是共轭片段简单的平面芳香环分子，热稳定性低，在成膜和使用过程中容易因热量而发生分解，影响器件的效率和寿命。同时，平面型的芳香环分子发生相互堆叠，容易形成激基双体，激子的能量增高产生湮灭，使器件的发光效率降低，使用寿命缩短，发光颜色也会发生改变、产生色偏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的蓝光发光材料热稳定性低、激子易发生湮灭，使器件的发光效率降低、使用寿命缩短的缺陷。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种二苯并杂环化合物，具有如式(I)所示的结构：