[发明专利]一种芳基菲醌类有机电致发光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光材料领域，尤其涉及一种芳基菲醌类有机电致发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机电致发光(OLED:Organic Light Emission Diodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。

OLED发光器件犹如三明治的结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。

有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△EST)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。

虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题:(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征,非常小的S1-T1态能隙,虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。

就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。

发明内容

针对现有的OLED材料存在的上述问题，现提供一种芳基菲醌类有机电致发光材料及其制备方法和应用，旨在提供一种具有良好光电性能的有机电致发光材料，以满足面板制造企业的要求。

具体技术方案如下：

本发明的第一个方面是提供一种芳基菲醌类有机电致发光材料，具有这样的特征，上述有机电致发光材料以芳基菲醌为母核，其结构式如式(Ⅰ)所示：

其中,R₁、R₂分别独立地选自氢或-Ar-R₃，Ar选自芳香基团，

R₃选自含有取代基或不含取代基的含有取代基或不含取代基的其中，X₁选自氧原子、硫原子、硒原子、二(C_1-10直链烷基)取代的季烷基(或叔烷基)、二(C_1-10支链烷基)取代的季烷基(或叔烷基)、芳基取代的季烷基(或叔烷基)、烷基取代的叔胺基或芳基取代C₃-C₄、C_1'-C_2'、C_2'-C_3'或C_3'-C_4'键连接，其中，X₂、X₃、X₄分别独立地选自氧原子、硫原子、二(C_1-10直链烷基)取代的季烷基(或叔烷基)、二(C_1-10支链烷基)取代的季烷基(或叔烷基)、芳基取代的季烷基(或叔烷基)、烷基取代的叔胺基或芳基取代的叔胺基中的一种。

上述的有机电致发光材料，还具有这样的特征，Ar选自苯基、C_1-10直链烷基取代的苯基、C_1-10支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基或苯并菲基中的一种。