[发明专利]基于二苯砜的双发色团热活性延迟荧光材料的合成及应用

说明书

本发明公开了一类含双发色团的热活性延迟荧光材料及其在溶液加工型有机电致发光器件中的应用。本发明以咔唑‑二苯砜蓝光发色团为末端基团，以三苯胺‑蒽醌橙红光发色团为中心核，通过非共轭和共轭连接方式构筑含双发色团热活性延迟荧光材料。这类材料有利于分离分子的最高占据轨道和最低空轨道的空间分布，获得较小的单/三线态间的能隙差；并且这类材料的分子内能量传递随连接方式的改变而变化，实现单一分子的双重发射。本发明将这类双发色团热活性延迟荧光材料用作溶液加工型有机电致发光二极管的发光层材料，器件获得了最大外量子效率3.96%。

技术领域

本发明涉及一类基于二苯基砜单元的双发色团热活性延迟荧光材料，特别涉及一种以TADF(热活性延迟荧光)红光材料为核，TADF蓝光材料为末端的单分子双发射热活性延迟材料，及其作为溶液加工型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

热活性延迟荧光(TADF)材料不含金属原子，且可充分利用单线态和三线态激子发光，其内量子效率达100％，被誉为第三代有机电致发光材料。近年来，TADF材料获得了巨大的发展，其结构一般由电子给体(D)单元与电子受体(A)单元通过共轭连接方式构筑具有扭曲结构的D-A型分子。但这类TADF分子通常在溶液和固体薄膜中仅呈现出单发射峰，并且其半峰宽较宽。因此，构筑单分子双发射材料对研究白光材料具有重要的基础研究意义。

分子内能量传递过程是一个非常活跃的研究领域。单分子内不同发色团间的分子内三线态能量转移的研究引起了人们的特别关注。光化学里描述“分子内的能量传递”是指一个分子的给体(D)处于激发态时，通过能量传递使受体(A)激发到高能级的激发态，而自身失活回到能级较低的状态。当引入氧原子或烷氧基后，能量传递的通道被阻断，各发色团保持自身的发射光谱，因而单分子可呈现宽光谱的发射。

鉴于以上原因，本发明旨在构筑单分子双发射TADF材料，为获得单分子白光材料提供研究基础。因此，本发明设计合成了系列基于咔唑-二苯砜的蓝光发色团和三苯胺-蒽醌的橙红光发色团的双发色团热活性延迟荧光材料；通过在蓝光发色团和红光发色团间引入氧原子和烷氧基链，研究两个发色团之间的能量传递过程；进一步在咔唑基团上引入溴原子，探究重原子效应对该系列发光材料光物理性能的影响。

发明内容

目前，针对多发色团构筑单分子双发射TADF材料的研究缺乏，本发明的目的是在于提供一种基于咔唑-二苯砜的蓝光发色团和三苯胺-蒽醌的橙红光发色团构筑的双发色团单分子双发射TADF材料。

本发明的另一个目的是在于提供这类双发色团单分子双发射TADF材料作为溶液加工型有机电致发光二极管发光层材料的应用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一类基于咔唑-二苯砜的蓝光发色团和三苯胺-蒽醌的橙红光发色团构筑的双发色团单分子双发射TADF材料，其具有M1～M5结构：

M1～M5以基于三苯胺-蒽醌的橙红光发色团为中心单元，以基于咔唑-二苯砜的蓝光发色团为末端单元，通过非共轭和共轭方式构筑含双发色团TADF材料。在这类材料中，蓝光发色团与橙红光发色团之间的能量传递随连接方式的改变而变化，从而实现单分子双发射。

另一方面，本发明还提供了所述的双发色团TADF材料的应用，将其作为有机电致发光二极管的发光层材料，用于溶液加工型有机电致发光器件。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果在于：

现有报道大都是通过电子给体和电子受体共轭连接构筑仅含单一发色团的TADF材料。本发明利用共轭和非共轭两种连接方式，将蓝光发色团和橙红光发色团连接起来，构筑含有双发色团的TADF材料。这类材料有利于分离分子的HOMO与LUMO分布，获得较小的ΔE_ST；并且这类材料的分子内能量传递随连接方式的改变而变化，实现单一分子的双重发射，有利于获得单分子白光材料。