[发明专利]发光装置和化合物

说明书

发明领域

本发明涉及提供用于OLED或其他发光装置(发光器件，light emitting device)的热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)化合物。

发明背景

有机发光二极管(OLED)已经作为用于视觉显示器和照明的最新技术涌现。OLED是理想的，因为它们重量轻、灵活，提供更好的对比度并且拥有大的观察角度。OLED还比传统照明源更高效并且因此它们的广泛采用可以明显缓解当前能量需求的紧张，因为仅照明就占世界范围内能量消耗的约20％。

“第一代”OLED基于有机荧光发射体，由于仅能够募集单线态激子，其效率本质上被限制在25％。“第二代”OLED采用有机金属磷光发射体，由于通过重金属如铱(III)和铂(II)的大的自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling)介导的被提高的系间窜跃(intersystem crossing，ISC)，其收获用于发射的单线态和三线态激子这二者。尽管它们的性能特征非常理想，但是这些金属的稀有性、它们的高成本和它们的毒性是阻止大规模、世界范围采用OLED技术的重要的不利特征。

最近，首先由Adachi和同事报道了“第三代”OLED。他的团队证实了通过热活化延迟荧光(TADF)机制发射的小有机分子如何能够集成至OLED中并且展现出例如与磷光发射体一样的非常高的效率，募集单线态和三线态激子这二者用于发射(参考文献1)。因此，TADF系OLED在保持它们的优点的同时解决了“第二代”OLED特有的关键的不利特征(参考文献2)。

TADF的原理依赖于最低单线态和三线态激发态之间的小能隙(ΔE_ST)。在这些条件下，在三线态下的电子可以通过使用热能的反向系间窜跃(RISC)和随后的辐射荧光返回至单线态(参考文献1a)。通过HOMO和LUMO之间的空间分离实现了小的ΔE_ST，以使这些轨道之间的电子排斥最小化。至今已经报道了大量的有机TADF发射体。它们可以利用在分子内的各种类型的供体和受体部分以实现在最低单线态和三线态激发态之间的希望的小能隙(ΔE_ST)。这些分子中的大多数基于扭曲的分子内电荷转移(twisted intramolecular charge transfer，TICT)设计，其中供体和受体部分被设计为彼此近似垂直(参考文献1a、1c和3)。

尽管取得了进展，但是需要提供用于在显示和照明用途中，如在有机发光二极管(OLED)和发光电化学电池(LEEC)中使用的改进的和备选的化合物。

发明描述

根据第一方面，本发明提供符合(根据，according to)式I的化合物：

其中环II：

表示芳族间隔环(aromatic spacer ring)，其中每个Het键接至相邻碳原子并且每个部分D键接至相邻碳原子，并且

其中每个Het是芳族杂环部分(aromatic heterocyclic moiety)并且每个D是供体部分(donor moiety)。

符合式I的化合物表现出TADF行为。芳族杂环基团Het充当受体基团并且供体部分D充当供体基团。Het和D通过环II的空间分离提供HOMO(集中在供体D上)和LUMO(集中在受体Het上)的隔离，其提供高效的TADF行为。

环II可以是苯环并且由此本发明的化合物可以符合式III：

其中D和Het具有如前文的相同含义。R^*可以在每次出现时独立地选自由以下各项组成的组：-H、烷基、芳基或杂芳基(例如取代或未取代的C1-C20或甚至C1-C10)。

芳族杂环部分Het可以在每次出现时独立地选自由以下各项组成的组：

其中-L表示与环II或III的键接位置，X表示O、S或NR²并且基团R²在每次出现时独立地选自由以下各项组成的组：-H，取代或未取代的伯、仲或叔烷基，所述烷基可以是环状的并且可以是不饱和的(例如C1-C10或甚至C1-C4)；取代或未取代的芳基或杂芳基；