[发明专利]具有高固态发光效率的纯有机单分子白光材料及其在制备有机电致白光器件中的应用

说明书

具有高固态发光效率的纯有机单分子白光材料及其在制备有机电致白光器件中的应用，属于有机有机半导体发光器件技术领域。本发明的有机电致发光材料是基于芳基并咪唑‑蒽骨架为中心核，引入具有更大π共轭骨架的萘、菲、芘、苯并菲等大共轭基团，设计合成刚性的平面分子结构。这种大π共轭平面结构，在固体状态下容易通过分子间的相互作用形成有序的超分子结构，进一步地稳定材料的构象，抑制振动、转动和热反应等非辐射跃迁，提高材料发光强度。最主要的是通过分子间强的相互作用形成面对面的分子堆积结构，易形成激基缔合物，结合蓝光短波长发射和激基缔合物的长波长发射，二者协同作用使光谱覆盖整个可见光范围，构筑了高效率的单分子白光材料。

技术领域

本发明属于有机半导体发光器件技术领域，具体涉及具有高固态发光效率的纯有机单分子白光材料及其在制备有机电致白光器件中的应用。

背景技术

有机电致发光二极管(OLED)因其柔性、可弯曲、广视角、节能、响应速度快等优点，被认为是可替代无机发光二极管的下一代新型显示和照明技术。 OLED虽然已经在平板显示领域取得了显著的成绩，但在照明领域的应用潜力还有待挖掘。

白光的照明不仅是一种科技前沿，而且对于今天这样一个在全球能源危机、节能环保等要求不断提高的大背景下，发展绿色、高效、低成本、长寿命的固态照明技术无疑具有重要的科学意义和实用价值。据统计，我国约13％的总发电量用于照明，电力照明能源消耗更是占到平均家庭能源预算的25％。目前，荧光灯和白炽灯还是最普遍使用的照明光源。但是，白炽灯只能把电量的10％转化成了光，剩余的部分转化成了热。荧光灯要好的多，它把消耗掉的电能的70％转化成了光能。而白光有机电致发光器件被认为是一种新型照明光源。发光效率可以更高、耗电量可以更低。无机白光电致发光器件已经出现在市场上，不过它们的价格相对普通照明来说，目前还比较高；而且该方法制备的白光照明光源显色指数偏低，无法满足高端照明的应用需求。白光有机电致发光器件则由于可平板化、可弯曲性、超薄轻质、材料的可设计性可合成选择性高而被看作是无机电致发光的有力竞争者，有望成为新一代照明光源。

目前最主要的白光有机电致发光器件是通过不同颜色的多种发光材料(红/ 蓝/绿或蓝/橙)简单混合来得到白光器件。但是这样需要复杂的制作工艺和高额的成本，而且在使用过程中也容易出现相分离、驱动电压高、光谱的稳定性差、寿命短等多方面问题。因此需要开发一种有机小分子本身就可以发射白光，进而获得制作工艺简单、光色稳定、发光效率高的非掺杂、单发光层白光OLED器件。

白光OLED的色坐标位于色品图中心点(0.33,0.33)，发射范围为400-700nm，但是能够实现高效率的有机单分子白光体系的报道相对较少。目前人们已经找到了各种不同类型的反Kasha规则的特例来实现双组分或者三组分的单分子白光发射，例如室温磷光体系，激发态分子内质子转移(ESIPT)体系，热活化延迟荧光(TADF)体系等。但这些材料大多数都是在光致发光的情况下产生的单分子白光性质，即使应用在电致发光器件中，也都必须应用在掺杂体系中，会增加器件的制备难度和成本。因此从实际应用的角度来看，开发具备高效率的非掺杂单分子白光器件具有重要的意义。

发光材料是在薄膜状态下进行使用的，其性能不仅取决于分子的化学结构，同时也取决于分子间的超分子相互作用和由此带来的固态下聚集状态和堆积方式的变化。随着超分子化学的发展，可控的超分子相互作用包括氢键、CH-π和π- π等相互作用已经成为新的调控材料发光行为的有效手段。激基缔合物的发射峰会出现在波长更长的位置，发光光谱具有无振动精细结构和宽谱带发射的特征，这些本征特点使其在构筑非掺杂白光器件中表现出潜在的应用价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供具有高固态发光效率的纯有机单分子白光材料及其在制备有机电致白光器件中的应用。本发明所述材料作为发光层能够用于制备光色稳定、发光效率高，工艺简单的非掺杂单发光层白光OLED 器件。