[发明专利]一种新型有机热激发延迟荧光发光材料、合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种新型有机热激发延迟荧光发光材料包含具有强给电子能力的单元D和具有强接收电子能力的单元A，具有强给电子能力的单元和具有强接收电子能力的单元个数比例为1:3，结构如下式所示：其中，D为N原子；A为2位连接的9,10‑蒽醌。上述发光材料的合成方法，以2‑氨基‑9,10‑蒽醌、2‑溴‑9,10‑蒽、Pd2(dba)3和叔丁醇钠为原料加入甲苯溶液中混合后，进行反应；将反应产物经分离、提纯操作获得最终产品；上发光材料具有较高的溶液荧光量子产率和合适的延迟荧光寿，可用于有机电致发光领域。

技术领域

本发明涉及有机发光材料领域，具体涉及一种新型有机热激发延迟荧光发光材料、合成方法及应用。

背景技术

自1987年柯达公司C.W.Tang等人首次报道通过真空蒸镀方法制备出以Alq₃为发光材料的双层有机发光器件结构以来，有机电致发光就得到了极大关注。有机电致发光经过几十年的发展，其发光材料大致可以分为三代，第一代(早期)发光材料为普通的荧光发光材料，其只能利用25％的单线态激子(S1)发光，实际光电转换效率(外量子效率EQE)很难超过5％。

第二代(中期)发光材料为含贵金属的有机重金属磷光材料(含铱、铂、金等)，其可以利用25％的单线态(S1)和75％的三线态激子(T1)发光，实际光电转换效率超过20％。磷光电致发光器件中大多采用主客体结构，即将磷光发光材料以一定的浓度掺杂在主体材料中，以避免浓度淬灭和三线态-三线态湮灭，从而提高磷光发光效率。例如，2003年Forrest和Thompson等人(Appl.Phys.Lett.2003,82,2422)将天蓝色磷光铱材料FIrpic以6wt％的浓度掺杂在3,5-N,N’-二咔唑-苯(mCP)的主体材料中，获得的蓝光OLED器件最大外量子效率达7.5％，功率效率达7.9lm/W。

第三代(最新)发光材料为具备热激发延迟荧光(TADF)特性的有机发光材料。其特点在于分子结构一般为电子给体-电子受体(D-A)构型，从而使得其单线态(S1)和三线态(T1)的能级差(ΔEST)很小，使得T1态激子能在热能的作用下可以通过反系间穿越过程(RISC)回到S1态发光，从而理论光电转换效率也可以达到100％(Nature,2012,492,234-238)。当前，延迟荧光发光材料的实际光电转换效率已经超过20％，非常接近有机磷光发光材料的器件转换效率。延迟荧光发光材料的化学组成和普通荧光材料一致(C、H、O、N等)-不含有贵重金属元素。因此，在成本和大规模应用上具有比磷光材料更大的优越性。然而，必须指出的是，当前具有TADF效应的有机发光材料数目非常稀少，具备D-A结构并不意味着其具备TADF效应。

延迟荧光材料开创性的工作由日本九州大学的Adachi教授发起，其发表了一系列具备经典D-A或D-A-D结构的TADF发光材料(Nature,2012,492,234-238；Nature Photon.,2014,8,326-332)；之后，黑龙江大学的许辉报道了一个对称的D3-A结构的TADF材料(Chem.Mater.,2016,28,5667-5679)；Lee报到了一系列D-A-A-D对称结构的TADF发光材料(Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53,6402-6406)。当前，没有报道具备D-A3结构TADF发光材料的案例。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种新型有机热激发延迟荧光发光材料、合成方法及应用，开发新型高效的TADF发光材料，同时具有高荧光量子产率和较低荧光寿命的优点，用于有机电致发光领域。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型有机热激发延迟荧光发光材料，包含具有强给电子能力的单元D和具有强接收电子能力的单元A，具有强给电子能力的单元和具有强接收电子能力的单元个数比例为1:3，结构如下式所示：

其中，D为N原子；A为2位连接的9,10-蒽醌：