[发明专利]蓝色荧光分子及制备方法和应用

说明书

本申请公开了蓝色荧光分子，具有D‑π‑A结构，包含作为受体基团的噁二唑和作为给体基团的苯基咔唑，以具有热激子能级排布特征的芳环作为π桥连接受体基团和给体基团。本申请还提供了蓝色荧光分子的制备方法和应用。本申请以具有热激子能级排布特征的芳环作为π桥，通过引入给受体合理调控其高能激发态，激活分子的热激子通道，突破荧光材料25％的激子利用率限制从而获得对激子利用率的提升。

技术领域

本发明涉及有机光电材料技术领域，具体涉及蓝色荧光分子及制备方法和应用。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)作为新一代显示和照明技术，具有自发光、材料源丰富、色域宽、色度纯、护眼和柔性等优点，因此自商业化以来就受到广泛关注，目前已在全彩平板显示和照明领域广泛应用。OLED发光材料作为OLED显示技术的核心，也随着OLED的发展而不断更叠。目前，相比红光和绿光OLED材料，蓝光OLED材料无论是在效率还是使用寿命上都存在着不小的差距，尤其在高亮度下。这严重阻碍了OLED产业的发展。

OLED发光材料实现高激子利用的核心科学问题是三线激发态，受限于自旋统计，传统OLED中75％激发态为不发光的三线态，仅利用单线态激子的器件效率较低。为解决这个问题，国际上陆续提出了基于三线态反系间窜越(RISC)的热活化延迟荧光TADF材料(Nature 2012,492,234–238)和基于三线态三线态湮灭上转换的TTA荧光材料(Adv.Funct.Mater.2013,23,739–746)。TADF材料可以通过超精细相互作用的反系间窜越过程来利用三重态激子，从而实现100％的最大理论内量子效率(IQE)，这类材料的问题是深蓝色TADF材料特别稀少，而且器件效率滚降比较大。目前报道的TTA材料能够将两个三线态激子湮灭后转化为一个单线态激子，这个原理可以在一定程度上提高激子的利用率，但是器件理论的最大IQE只有62.5％。

相比之下，马於光院士课题组于2011年提出了同样可以充分利用单、三线态激子的新机制“热激子”机制，理论上也能实现100％的激子利用率。这类材料的特点是具有较大的T2-T1能隙以及较小的T2-S1能隙。由于T2-T1大的能隙的存在阻碍了从T2到T1的内部转换过程(IC)，加速了从T2到S1的高能反向系间窜越过程，从而实现高的激子利用率以及低的效率滚降。但是，目前报道的热激子材料与同期TADF材料相比，效率有较大的差距，需要对分子进行有效的改进。

除了效率以外，高亮度下的器件稳定性也是目前蓝光OLED材料的一大瓶颈。其中很大原因在于有机半导体材料的载流子迁移率较低，尤其是电子迁移率，通常比空穴迁移率要低2个数量级以上，影响OLED器件中的载流子平衡。另外，低的载流子迁移率也会使得器件在运行过程中产生大量的焦耳热，从而进一步影响器件寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种蓝色荧光分子，以具有热激子能级排布特征的芳环作为π桥，通过引入给受体合理调控其高能激发态，激活分子的热激子通道，突破荧光材料25％的激子利用率限制从而获得对激子利用率的提升。

为解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：

一类蓝色荧光分子，具有D-π-A结构，包含作为受体基团的噁二唑和作为给体基团的苯基咔唑，以具有热激子能级排布特征的芳环作为π桥连接受体基团和给体基团。

作为进一步优选的方案，本申请实施例中，所述的蓝色荧光分子，具有以下结构式中的一种或者以下结构式被卤素、烷基取代的同系物或衍生物之一：

其中Ar表示芳环π桥结构。

作为进一步优选的方案，本申请实施例中，所述的Ar表示以下结构式中的一种或者以下结构式的卤代、烷基取代的同系物或衍生物之一：