[发明专利]高激子利用率的发光材料及其应用

说明书

本发明属于有机电致发光材料技术领域，特别涉及一种高激子利用率的发光材料及其应用。本发明以基于三(三唑)并三嗪为受体，树枝状三苯胺衍生物为供体，制备了系列新型高激子利用率的发光材料。在分子中引入适中的吸电子能力的受体以及适中的给电子能力的供体，以构筑分子内电荷转移态，适当程度的电荷转移和轨道分离获得了HLCT和TADF双重性质，达到了100％的激子利用率；并且以这类材料作为发光层的掺杂剂，所制备的有机电致发光器件具有较高的外量子效率。

技术领域

本发明属于有机电致发光材料技术领域，特别涉及一种高激子利用率的发光材料及其应用。

背景技术

有机电致发光二极管(OLED)在显示和照明等众多领域都具有非常重要的应用，因此如何获得高效的OLED器件，是有机光电领域急需解决的问题。OLED可以将注入的电流转化为激子并有效发光，根据自旋统计理论，产生三线态激子和单线态激子的比例为3:1，也就是说在传统的荧光类OLED器件中只有25％的激子能够被有效利用，剩余75％的电能都以废热的形式流失。由此开发新一代高效、稳定、低成本的纯有机电致发光材料，对促进OLEDs产业的长期可持续发展尤为重要。

目前，高效的OLEDs材料主要有两类，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，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。马於光教授等人提出了具有高能三线态反系间窜越特性的热激子材料，通过高能三线态反系间窜越过程实现了100％的激子利用率。其主要通过含有杂原子的给体和受体的结构组合来调控激发态性质，使其满足热激子过程所需要的激发态特性。两种材料对OLEDs材料的发展具有重要的意义。现有的基于三(三唑)并三嗪单元的D-A型发光材料都呈现出热活性延迟荧光(TADF)性质或者“热激子”(HLCT)性质，那么如何将两种性质归属于同一分子，获得高激子利用率的OLEDs材料，对有机电致发光器件具有重要的意义。

发明内容

为了获得高激子利用率的OLEDs材料，本发明提供了一种以树枝状三苯胺衍生物为电子给体，三(三唑)并三嗪为电子受体的高激子利用率的发光材料，由于适当程度的电荷转移和轨道分离，获得了分子内杂化局域-电荷转移(hybrid local and charge-transfer,HLCT)和热活性延迟荧光(Thermal activation delayed fluorescence,TADF)双重性质。同时，本发明还系统研究了树枝状三苯胺衍生物电子给体对电子受体的材料光物理性能的影响，对于探索高效的OLEDs材料具有重要意义。

为了实现上述技术目的，本发明以树枝状三苯胺衍生物为电子给体，三(三唑)并三嗪为电子受体，给体与受体之间通过共价连接在受体的对位，合成了一类高激子利用率的发光材料，该类材料具有如下结构：

其中，R为氢或叔丁基(^tBu)，化合物1和化合物2的结构为：

本发明的高激子利用率的发光材料，由于适当程度的电荷转移和轨道分离，获得了HLCT和TADF双重性质。

本发明的另一个目的是提供高激子利用率的发光材料的应用，将这类基于三(三唑)并三嗪为受体的高激子发光材料用作发光层掺杂剂，通过溶液加工，制备有机电致发光器件。

在本发明的一个实施例中，以mCP为发光层主体材料，化合物1或化合物2为客体材料(掺杂量为20wt％)，获得了一种绿光器件，其外量子效率分别为11.96％、9.9％。

在本发明的另一实施例中，以mCP为发光层主体材料，化合物2为敏化剂(掺杂量为30wt％)，并掺杂5％不同的磷光材料(绿色BN4，橙色PO-01，红色Ir(piq)₂acac)，分别获得了外量子效率高达30.88％,24.08％和14.33％的绿光、橙光和红光的溶液加工型器件。