[发明专利]一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用

说明书

本发明提供一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用，所述有机化合物具有如式I所示结构，是一种含硼杂环有机小分子化合物，通过母核结构的设计和大位阻基团的引入，能够避免化合物的聚集，避免共轭平面的直接堆积形成π聚集或激基缔合物，从而提高了发光效率。所述有机化合物具有双极性特性，其作为TADF材料用于OLED器件的发光层，能够提高两种载流子的传输能力，改善载流子平衡，提高器件的荧光量子效率，降低器件电压，从而显著改善OLED器件的发光效率和性能稳定性，降低启亮电压和能耗，延长器件的工作寿命。

技术领域

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用。

背景技术

有机电致发光(Organic Light Emitting Display，OLED)技术是当前国际上的研究热点，OLED器件具有与集成电路相匹配的直流低电压驱动的特性，易于实现大面积直流显示。与液晶显示器件相比，OLED在响应速度方面具有十分明显的优势；与无机电致发光器件相比，OLED具有易处理、加工性好、可柔性显示、机械性能良好以及成本低的特点。在过去的数十年里，OLED作为一种新的显示技术已经获得了长足发展，在平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示领域中获得了广泛应用。

在OLED器件的研制中，材料的选择至关重要，材料的性质、器件的结构和加工工艺直接决定了器件的最终性能。OLED器件通常具有类三明治的多层结构，包括阴极、阳极以及位于阴极和阳极之间的有机膜层；有机膜层又包括发光层，以及电子传输层、空穴传输层、空穴注入层和电子注入层等辅助传输的功能层；其中，发光层材料的开发和性能优化一直是OLED领域中备受关注的研究课题。

根据发光机制，可用于OLED的发光层材料主要分为以下四种：荧光材料、磷光材料、三线态-三线态湮灭(TTA)材料和热激活延迟荧光(TADF)材料。

荧光材料的单线激发态S₁通过辐射跃迁回到基态S₀，根据自旋统计，激子中单线态和三线态激子的比例为1:3，所以荧光材料最大内量子产率不大于25％；依据朗伯发光模式，光取出效率为20％左右，因此，基于荧光材料的OLED器件的外量子效率EQE一般不超过5％。

磷光材料的三线激发态T₁直接辐射衰减到基态S₀，由于重原子效应，可以通过自旋偶合作用加强分子内部系间窜越，可以直接利用75％的三线态激子，从而实现在室温下S₁和T₁共同参与的发射，理论最大内量子产率可达100％。依据朗伯发光模式，光取出效率约为20％，因此，基于磷光材料的OLED器件的EQE可以达到20％。但是磷光材料通常为Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金属配合物，生产成本较高，不利于大规模生产。而且，在高电流密度下，磷光材料存在严重的效率滚降现象，同时磷光OLED器件的稳定性并不好。

TTA材料中，两个三线态激子相互作用产生一个单线态激子，通过辐射跃迁回到基态S₀。相邻的2个三线态激子复合生成一个更高能级的单线激发态分子和一个基态分子，但是2个三线态激子产生1个单线态激子，故其理论最大内量子产率只能达到62.5％。为了防止产生较大的效率滚降现象，在这个过程中三线态激子的浓度需要调控。

TADF材料中，当S₁态和T₁态的能级差较小且T₁态激子寿命较长时，在一定温度条件下，分子内部发生逆向系间窜越(RISC)，T₁态激子通过吸收环境热量转换到S₁态，再由S₁态辐射衰减至基态S₀。因此，TADF材料可同时利用75％的三线态激子和25％的单线态激子，理论最大内量子产率可达100％。TADF材料主要为有机化合物，不需要稀有金属元素，生产成本低，并且可通过多种方法进行化学修饰。