[发明专利]基于2,10’-联吖啶衍生物的有机热活性延迟荧光材料及其应用

说明书

本发明公开了一种基于2,10'‑联吖啶衍生物的有机热活性延迟荧光材料及其应用。2,10'‑联吖啶衍生物由吖啶衍生物通过自身分子偶联得到，而2,10'‑联吖啶衍生物通过N原子连接不同的受体单元，构筑给体‑受体‑给体和给体‑受体型有机热活性延迟荧光材料。该材料具有更好发光性能，可以用于发光性能较好的有机电致发光器件。

技术领域

本发明涉及一种有机热活性延迟荧光(TADF)材料，特别涉及一种2,10'-联吖啶衍生物给体单元，还涉及基于2,10'-联吖啶给体单元通过N偶联受体单元获得的给体-受体-给体(D-A-D)/给体-受体(D-A)结构的有机热活性延迟荧光材料，及其作为有机电致发光二极管的发光层材料的应用，属于荧光材料技术领域。

技术背景

有机电致发光二极管(OLED)因具有高亮度、低功耗、可大面积制备及柔性显示等特点，被认为是平板显示的终极技术。经过三十多年的发展，OLEDs的发展取得了巨大的成功。目前，小型主动矩阵OLED(AMOLED)显示器在智能手机已得到广泛应用。大尺寸AMOLED(55英寸)电视也已有商业化产品问世。有机电致发光材料作为OLEDs的核心基础，一直成为科研院所与企业研究人员的研究热点。根据电子跃迁的不同，有机电致发光材料主要分为两类：荧光发光材料(单线态)与磷光发光材料(三线态)。据自旋统计理论，产生激发单重态和激发三重态的比例为3:1，即在电致发光中，荧光材料仅利用了单重态激子发光，其理论内量子效率为25％，这是导致OLEDs效率较低的根本原因。为了提高器件的效率，充分利用单重态激子与三重态激子发光，近年来，含重金属原子的磷光材料逐渐受到科研工作者的青睐。磷光材料由于重金属原子强烈的自旋轨道耦合，理论上可以达到100％的内量子效率。但磷光材料三重激发态的寿命太长导致OLEDs随电流密度的增加效率严重衰减；且高效率的磷光材料主要是基于金属铱(Ir)和金属铂(Pt)的配合物，其选择范围窄；蓝色磷光材料与白色磷光材料缺少；更重要的是这些磷光材料中含有稀有贵金属，导致材料的成本过高和环境污染等问题。为了解决传统有机电致发光材料存在的这些科学问题，提高OLEDs的效率，新型有机电致发光材料的研发已迫在眉睫。

2009年，日本九州大学的Adachi等人首次证明了热活性延迟荧光(TADF)材料在OLEDs中的应用，这为OLEDs的研究带来了巨大变革。热活性延迟荧光(E型延迟荧光)是指第一激发单重态S₁与第一激发三重态T₁能差(ΔE_ST)较小时(≤42kJ/mol)，T₁态可从环境(≥300K)获取一定的热能后又到达能量更高的S₁态。经T₁态新形成的S₁态仍会以原有的荧光量子效率发射荧光。TADF材料结合了传统荧光材料与磷光材料的优势，充分利用了单线态与三线态激子发光，理论内量子效率可达100％。并且这种TADF材料，不含重金属，降低了材料成本，符合节能环保的发展要求，被誉为第三类有机电致发光材料。最近，基于纯有机化合物的TADF材料受到广大科研工作者的青睐。然而，目前构筑有机TADF的给体单元种类非常少，基本为咔唑、三苯胺、吖啶、吩噻嗪等单一结构。因此，致力开发新型有机TADF的给体单元，对促进TADF的发展及商业化具有十分重大的意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种由吖啶衍生物自身偶联得到的2,10'-联吖啶衍生物，其相对吖啶等具有更强的给电子能力，且具有较大的空间位阻结构，是一类性能优异的给体单元。

本发明的另一个目的是在于提供一种由2,10'-联吖啶衍生物为给电子单元与有机吸电子基团构筑一系列具有更好发光性能的给体-受体-给体型或给体-受体型有机热活性延迟荧光材料(TADF材料)。

本发明的第三个目的是在于提供有机热活性延迟荧光材料作为有机电致发光二极管的发光层材料的应用，可以获得发光性能优异的有机电致发光器件。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种2,10'-联吖啶衍生物，其具有式1结构：