[发明专利]一种以咪唑并咔唑为受体的化合物及其应用

说明书

本发明公开了一种以咪唑并咔唑为受体的化合物，属于有机电致发光材料技术领域。该类化合物的结构通式如式(I)所示，其中，Ar₁为给电子基团或受电子基团，当Ar₁为给电子基团时，选自取代或未被取代的咔唑基、吖啶基、呋喃基、胺基、9,9‑二甲基‑9H‑芴基、吩嗪基或吩噻嗪基；当Ar₁为受电子基团时，选自取代或未被取代的三嗪基、嘧啶基、吡啶基、菲洛林基、砜基、苯并咪唑基、三苯基环硼烷基、菲基、二苯甲酮基或螺二芴基。本发明通过特定位置引入特定的基团修饰构成的全新化合物具有较好的能量传输能力和电荷传输能力，具有合适的HOMO/LUMO值以及三线态能量，用于有机电致发光器件中可以实现高亮度、低电压、高效率以及使用寿命长。结构通式如式(I)所示：

技术领域

本发明属于有机电致发光功能材料及器件技术领域，具体涉及一种以咪唑并咔唑为受体的化合物及其应用。

背景技术

有机电致发光二极管(OLED：Organic Light Emission Diodes)作为一种自发光的电子元件，发光机理是在直流电场的作用下借助有机半导体功能材料将电能直接转化为光能的新型光电信息技术。其发光色彩可为单独的红、绿、蓝、黄光或者是组合白光。OLED发光显示技术的最大特点在于超薄、响应速度快、超轻量、面发光及柔性显示，可用于制造单色或全色显示器，作为新型光源技术，还可以制作照明、显示产品或新型背光源技术用于制造液晶显示器。

按照发光原理，有机电致发光元件(有机EL元件)可分为荧光型与磷光型这两类。对于有机电致发光元件施加电压，注入来自阳极的空穴与来自阴极的电子，他们在发光层中再次结合形成激子。依据电子自旋统计法，单线态激子与三重态激子以25％：75％的比例生成。荧光型因为利用了单线态激子来发光，故其内部量子效率只能达到25％。磷光材料由重金属元素构成，通过隙间穿越可以同时利用单线态和三线态能量，内量子效率可以达到100％。热活性延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有较小的单线态-三线态能级差(ΔEst)，三线态激子可以通过反隙间穿越转变成单线态激子发光，可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％，同时材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需铱、铂等贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。近几年的研究结果表明：绿光和红光磷光材料可以实现产业化要求，但是仍然存在价格昂贵的问题，而蓝光磷光材料寿命无法满足应用要求因此无法实现产业化，目前OLED产品中的蓝光材料仍为传统的荧光材料。

TADF材料不仅可以作为发光层中的发光材料(emitter)，也可以做为发光层中的主体材料或辅助主体材料来敏化emitter，这类器件有助于提高传统器件的效率，改善器件的色纯度，提高器件的工作寿命，是一类具有广阔应用前景的有机电致发光功能材料。TADF材料结构上一般由给电子基团-吸电子基团通过π健连接而成，但是目前能够被利用的吸电子基团种类很少，尤其是具有高品质TADF蓝光材料比较少，而且目前所报道的蓝光材料色纯度存在缺陷，器件寿命不够理想还无法达到实用化要求，因此设计发明新型吸电子基团开发新型蓝光TADF材料非常重要。

咪唑并咔唑由于其分子内特有的分子共轭结构具有较高的热稳定性与电子亲和势能。该结构通过连接典型给电子基团可以构筑给-受体型分子结构，得到具有双极性特点的TADF材料，可以用作发光层主体材料或发光染料；连接典型受电子基团时进一步优化了材料的轨道能级，增强分子的电子传输能力，可以作为电子传输材料或主体材料应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种以咪唑并咔唑为受体的化合物，充分利用电子受体能力以及三线态能量，经过不同给电子基团或受电子基团的修饰，该类化合物可以作为发光层中的主体材料或发光材料或空穴阻挡材料或电子传输材料，该类材料应用到有机电致发光器件中，能够显著改善有机电致发光器件的器件性能。

本发明的第一个目的是提供一种以咪唑并咔唑为受体的化合物，结构通式如式(I)所示：