[发明专利]基于二苯砜吩噁嗪结构的不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及热激活延迟荧光材料领域，特别涉及一种具有不对称分子结构的聚集诱导发光(AIE)性质的热激活延迟荧光(TADF)材料、其合成方法及使用该具有AIE性质的不对称型TADF材料的非掺杂OLED器件。

背景技术

有机发光二极管(OLED)由于具有驱动电压低、响应速度快、色彩丰富、视角宽、可挠曲等诸多优点而受到了科学界和产业界的高度重视，并被誉为继液晶显示后的新一代显示技术，具有巨大的潜在应用。

然而，目前OLED技术在发展过程中却遇到了不少难题，譬如器件的发光效率、使用寿命以及工业化生产所需的制备工艺等均难以达到实用化要求，导致期待中的大面积OLED显示器至今不能进入工业规模应用，尚无法取代液晶显示器在市场上的主导地位。总的来讲，OLED器件的发光效率和使用寿命等主要取决于所用的发光材料的发光效率和稳定性。利用三线态发光的磷光材料具有高的发光效率，但是目前大多数的磷光材料都是基于Ir和Pt等贵重金属离子所形成的配合物，其高昂的价格使得器件的生产成本大幅度上涨，而且由于金属配合物特殊的电子结构特征，导致其蓝光材料无法达到使用要求；此外，其生产过程还存在由重金属离子所导致的环境污染的隐患。

近来，纯有机热激活延迟荧光(TADF)材料的出现同时弥补了磷光和传统荧光材料的不足。该类材料不仅发光颜色可调、制备工艺简单，还具有可媲美磷光材料的发光效率。纵观文献报道，目前大多数的TADF发光材料在稀溶液状态下都具有较高的发光量子产率，发光很强，但在固体状态其发光则往往变得很弱甚至不发光，这是由于聚集导致了发光的猝灭(ACQ)。在实际应用中OLED发光材料必须在固体薄膜状态下使用，而随着TADF材料固体薄膜的形成，聚集发光猝灭效应却往往使之失去实用意义。

目前绝大多数TADF发光材料均采用物理掺杂的方法进行OLED器件制备以降低发光材料的浓度，解决聚集发光猝灭问题。这种掺杂的方法缺点较多，例如在真空蒸镀过程中主客体之间的配比很难控制；主客体之间存在相分离问题；加工工艺复杂等。倘若存在越是聚集发光越强、发光量子产率越高的材料，那就有可能解决TADF材料聚集荧光猝灭这个难题。而聚集诱导发光(AIE)则为其提供了一个很好的途径。自从2001年唐本忠等报道硅杂环戊二烯(Silole)衍生物具有AIE性质以来，AIE便引起了人们的高度重视。由于AIE材料在固体状态的发光效率要远远高于溶液状态，故而能克服发光材料的ACQ效应。

因此，把AIE性质和TADF性质相结合，开发出具有AIE性质的TADF材料，将能解决TADF材料的ACQ问题，有望制备出成本低效率高的非掺杂OLED。

发明内容

本发明旨在提供一种基于二苯砜吩噁嗪结构的不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料，利用其聚集诱导发光性质克服热激活延迟荧光材料的ACQ效应，从而使材料在固体状态下具有优异的发光性能。

本发明的另一个目的在于提供上述不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料的合成方法，其工艺简单，纯化容易，产率高，并可通过引入不同基团调节终产物的热性能和发光性能等。

本发明的第三个目的在于提供一种应用有上述不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料的非掺杂OLED器件，其发光层的发光亮度高、稳定性好，使得OLED器件发光效率和使用寿命都能达到实用化要求。

本发明的目的是这样实现的：一种基于二苯砜吩噁嗪结构的不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料，其结构式如(Ⅰ)所示：

其核心结构为吩噁嗪取代的二苯砜，其中，Ar为除吩噁嗪取代基外的芳香杂环基给电子结构单元。

所述Ar基团选自以下结构：

上述不对称型热激活延迟聚集诱导发光材料的合成方法，包括以下步骤：

(1)把氟苯通过傅-克反应连接到4-碘苯磺酰上，得到第一中间体1-(4-氟苯磺酰基)-4-碘苯；

(2)把吩噁嗪通过偶联反应连接到步骤(1)制备得到的第一中间体上，得到第二中间体；