[发明专利]基于三唑并三嗪的星型蓝色热活性延迟荧光材料及其应用

说明书

三唑并三嗪具有较好的平面性和强吸电子性能，本发明以三唑并三嗪结构单元为电子受体，在其周围引入不同结构的电子给体单元(咔唑和吖啶衍生物)，构筑D₃‑π‑A星型蓝色有机热活性延迟荧光材料，并探讨其光电性能。本发明首次将三唑并三嗪结构单元应用在TADF材料中，且获得深蓝光发射，这对于构筑深蓝光TADF材料具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一类有机热活性延迟荧光(TADF)材料，主要涉及一类基于新型电子受体结构三唑并三嗪单元的D₃-π-A星型蓝色有机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。

背景技术

自2009年Adachi课题组首次将热活性延迟荧光(TADF)材料运用于有机电致发光二极管(OLEDs)中以来，TADF材料及其器件引起了科研工作者的广泛关注。热活性延迟荧光材料的本质是：当三线态(T₁)与单线态(S₁)之间的能级差(ΔE_ST)较小时( 0.4 eV)，在外界温度下，三线态激子可通过反向系间窜越到单线态，随后通过辐射跃迁发光。与含贵金属(如Pt、Ir)的传统磷光材料相比，TADF材料无需贵金属且理论上亦能达到100%的内量子效率，这有利于降低材料制备成本，符合可持续发展理念。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。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：1、构筑TADF材料的受体单元短缺，目前常用的受体单元通常为二苯砜、二苯甲酮、三嗪、吡嗪-2,3-二腈，氰基等结构；2、TADF的深蓝光材料严重不足；3、基于TADF材料的器件效率滚降严重。

为了进一步构筑新型TADF材料的受体单元，并获得TADF深蓝光材料，本发明提供了一类新型的稠环电子受体单元—三唑并三嗪，并在外围引入咔唑、吖啶和二苯胺等给体单元，构筑系列蓝光TADF材料。三唑并三嗪单元具有较好的平面结构及强吸电子能力，在它的周围可同时引入三个给体单元，构筑星型结构的化合物。现有报道都是将三唑并三嗪作为构筑液晶材料的刚性单元，本发明是首次将三唑并三嗪单元作为构筑TADF材料的电子受体结构，并获得深蓝光发射。因此，本发明对于探索高效发光的蓝光TADF材料具有重要的意义。

与现有的专利文献相比，该发明专利的优势在于：1、首次将三唑并三嗪结构单元用于热活性延迟荧光材料的构筑中；2、构筑了系列基于三唑并三嗪单元的D₃-π-A星型蓝色有机热活性延迟荧光材料。通过这种构筑方式，本发明专利获得了系列蓝色热活性延迟荧光材料，其最大发射波长在400～460 nm区间。

发明内容

现有报道的蓝光TADF材料大都采用二苯基砜、二苯甲酮和三嗪等结构作为受体单元，且其发射很少达到深蓝光区域( 460 nm)，本发明提供一类新型的电子受体结构三唑并三嗪单元，并在其周围引入三个给体单元，构筑D₃-π-A星型蓝光TADF材料。

本发明的另一个目的是在于提供蓝光TADF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，本发明提供了一类以三唑并三嗪衍生物为受体，以咔唑、吖啶和二苯胺衍生物为给体的热活性延迟荧光材料，具有式I结构：

图1. 式I的分子结构，R₁为H原子或叔丁基基团

式I以三唑并三嗪衍生物为受体单元、在外围引入3个给体单元，构筑D₃-π-A星型化合物，系统研究材料的构效关系。