[发明专利]一种通过能量共振形成的有机发光材料及其应用

说明书

本发明涉及有机电致发光器件技术领域，公开了一种通过能量共振形成的有机发光材料，具有通式(I)所示的结构，其中，a1、a2、a3、a4环各自独立地为芳基环或杂芳基环，且a1、a2、a3、a4环中的至少一个氢被取代；X₁≠X₂，且X₁、X₂各自独立为N或B原子。该种有机发光材料为一种窄峰宽的TADF材料，其具有非常低的FWHM值和高Kr值。本发明还公开了一种有机发光二极管器件，上述的有机发光材料为有机发光二极管器件中的发光层材料、电子注入层材料、电子传输层材料、空穴注入层材料或空穴传输层材料。

技术领域

本发明涉及有机电致发光器件技术领域，特别涉及一种通过能量共振形成的有机发光材料及其应用。

背景技术

对于OLED发光材料的发展而言，第一代的OLED发光材料为荧光OLED，第二代的OLED发光材料为磷光OLED。TADF热延迟荧光，是第三代OLED发光材料。TADF热延迟荧光是一类不含有重金属的纯有机电致发光材料，内部量子效率接近100％，为目前最为先进的一种光电材料。

OLED在电场作用下，产生1个单重态S1激子和三个三重态T1激子。第一代荧光OLED，由于S1单重态和T1三重态之间的自旋度不同，是化学禁阻的，因此，只有25％的S1用于荧光发光，效率比较地低下。第二代磷光OLED，由于分子中的过渡金属的D轨道是多重简并轨道，通过重金属效应，使得原本化学禁阻的S1→T1之间电子跃迁变成可能(SOC轨道耦合)，因此，理论上可以达到100％的磷光发光，发光效率比较高。第三代热延迟荧光OLED，是一种利用能量上转换机制进行发光OLED材料，由于分子中S1和T1轨道能级接近，利用环境中的热量，能够使得T1激子跃迁到S1态轨道上，因此，理论上也可以得到100％的荧光发光，发光效率较荧光OLED提升明显。

传统TADF材料分子特征为，给电子分子片段D(Donor)和吸电子分子片段A(Acceptor) 是物理空间上分隔开的，这种分隔可以是通过A和D各自平面形成比较大的二面角或是中间通过空间位阻进行分离，形成A-D-A,D-A-D,D-A等特征的有机小分子结构。D-A分离导致 HOMO-LUMO轨道重叠非常小，因为，HOMO最高占据分子轨道是游离在D上的，LUMO最低空轨道是游离在A上，只有HOMO-LUMO分离才能够获得较低的ΔEST，才能形成T1→S1的反向间隙穿越RISC。但是，S1→S0的跃迁速率Kr是反比于ΔEST的指数，ΔEST越小，则 Kr越小，就会造成S1→S0电子跃迁成为禁阻。因此，传统TADF分子结构(D-A型或 D-A-D,A-D-A等)造成材料设计的矛盾，即要获得TADF延迟荧光，就需要降低ΔEST，但 Kr也变小，影响发光。

目前TADF开发的重心都在于降低ΔEST(单线态和三线态间分裂能)值，采用的理论策略是将HOMO-LUMO轨道分离，降低单线态和三线态间的交换能积分，分子设计上就需要将Donor给单子单元(D)和Acceptor吸电子(A)进行物理空间上的分离，然而，这种分离虽然达到了HOMO-LUMO轨道分离的目的，但是带来了材料其它方面性能的劣化：1)FWHM 半峰宽超过50nm；2)(S1→S0)的电子跃迁速率Kr减小，成为跃迁禁阻，降低了发光效率。

目前TADF材料的分子结构决定其无法获得窄峰宽(narrow-band)的光学特性，这是因为，TADF材料是D-A分离，HOMO-LUMO分离的化学结构，导致了激发态分子(S1，T1) 结构发生驰豫(Structural relaxation)，造成光谱发生斯托克位移，从而形成了60-100nm的FWHM。这种半峰宽对于显示是非常不利的，需要进一步使用微腔技术进行光谱调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过能量共振形成的有机发光材料及其在制备器件中的应用，该种有机发光材料一种新型窄带TADF材料，具有非常低的FWHM值和高的Kr(S1→S0) 值。