[发明专利]基于氟硼络合物的蓝色热活性延迟荧光材料及其应用

说明书

本发明公开了一类基于氟硼络合物的受体‑受体‑给体型(A₁‑A₂‑D)的双受体蓝色热活性延迟荧光材料(TADF)及其应用。通过在分子中引入硼原子，构筑氟硼络合物，可有效的降低分子的单线态与三线态能级差，提高分子的反向系间窜越速率，进而增强材料的发光效率。以此类材料为发光层掺杂剂，通过溶液法制备有机电致发光器件，获得了高达20.1％的最大外量子效率。该类分子简单、高效，为设计高效的蓝色TADF材料提供了研究思路。

技术领域

本发明涉及一类含氟硼络合物的有机热活性延迟荧光(TADF)材料，特别涉及一种以氟硼单元和1,3,4-噁二唑单元为双受体、9,9-二甲基吖啶为给体的蓝色热活性延迟荧光材料，及其作为有机电致发光二极管的发光层材料的应用，属于有机电致发光材料技术领域。

技术背景

自2012年Adachi课题组首次报道纯有机热活性延迟荧光(TADF)作为有机电致发光二极管(OLEDs)的发光层掺杂剂以来，TADF材料引起了科研工作者的广泛关注。热活性延迟荧光材料可通过反向系间窜越将三线态激子(S₁)转换成为单线态激子(T₁)，随后通过辐射跃迁发光。相比于含贵金属(如Pt、Ir)的传统磷光材料，TADF材料无需贵金属且理论上亦能达到100％的内量子效率，这有利于降低成本、保护环境。

通常，S₁与T₁间较小的能隙差(ΔE_ST)可增加反向系间窜越的速率，从而使材料赋予TADF性质。基于这个理念，在过去的几年里，TADF材料从蓝光到红光取得了重大的实质性进展。目前，对TADF分子的研究主要集中在扭曲的给体-受体骨架上。这种结构能够有效实现最高占据轨道与最低空轨道能级的分离，从而获得较小的ΔE_ST。在这些TADF分子中，常用的给体为二苯胺、咔唑、吖啶、吩噁嗪等单元；而二苯砜、二苯甲酮、三嗪、吡嗪-2,3-二腈，氰基等作为主要的受体。尽管TADF材料在过去几年中取得了巨大的成功，但仍有些科学问题亟需解决，如给受体结构单元的缺乏、基于TADF材料的器件效率滚降等问题。

二氟硼(BF₂)络合物由于其优异的电子接受能力、在溶液和固体中较高的消光系数和发光效率，在有机半导体中受到特别关注。然而，基于BF₂染料在OLEDs中的应用却很少有报道，更不用说在TADF-OLEDs中。据我们所知，目前仅有几例报道基于BF₂的TADF材料。但这些报道都是基于BF₂的红光/近红外TADF材料，并且其效率通常较低，最大外量子效率一般在10％左右。因此，获得基于BF₂发色团的蓝色TADF材料及如何提高基于BF₂发色团TADF材料的器件效率是值得进一步探索，这对扩充蓝色TADF材料具有重要的研究意义。

发明内容

蓝光材料存在寿命短、器件稳定性差等技术缺陷，本发明的目的是在于提供一种以氟硼单元和1,3,4-噁二唑单元为双受体、9,9-二甲基吖啶为给体的高效蓝色热活性延迟荧光材料。

本发明的另一个目的是在于提供蓝色热活性延迟荧光材料作为有机电致发光二极管发光层材料的应用，可以获得发光性能优异的有机电致发光器件。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一类基于氟硼络合物的热活性延迟荧光材料，其具有式1～式4结构：

式1～式4以氟硼单元和1,3,4-噁二唑单元为双受体、9,9-二甲基吖啶为给体的受体-受体-给体(A₁-A₂-D)型热活性延迟荧光材料。这类结构有利于调节分子单线态与三线态的能级差，增加材料的反向系间窜越速率，进而提高材料的发光性能。

本发明还提供了所述的受体-受体-给体型热活性延迟荧光材料的应用，将其作为有机电致发光二极管的发光层材料，用于有机电致发光器件。器件获得了最大外量子效率20.1％