[发明专利]一种热活化延迟荧光材料及其在有机发光二极管中的应用

说明书

本发明提供了一种热活化延迟荧光材料及其在有机发光二极管中的应用，该材料的化学结构如式（1）所示：，式（1）中，基团R为由三苯胺衍生物和咔唑衍生物连接而成的化学基团；R选自环碳原子数为18的咔唑衍生物的一种。本发明通过对有机发光材料的给体基团进行修改，使其载流子传输性能大为改善，使该有机发光材料应用于蓝光、深蓝或白光具有较好的器件性能。材料不仅可以作为蓝光染料而且可以作为黄光或绿光染料的主体材料。对于单层发光层有机发光二极管的应用，在较高亮度下的效率滚降得到缓解。同时简化了白光有机发光二极管器件的结构，降低了工业生产成本。

技术领域

本发明属于有机合成和半导体器件领域，具体涉及一种热活化延迟荧光材料及其在有机发光二极管中的应用。

背景技术

有机发光二极管现在已经广泛应用于屏幕显示和照明领域。红/绿/蓝三原色的发光材料是提高器件性能的关键所在，尤其是蓝光材料，既作为白光器件发光染料又是长波长黄/绿/红光染料的主体材料。单层白光器件由于其制备的简单性和成本低等特点，具有很大的市场前景。通常，单层白光需要一种蓝光荧光主体，不仅可以作为发光材料还可以作为另外一种黄光客体材料或两种绿/红光材料作为染料的主体。但是蓝光材料的效率和寿命的研究都不是太成熟，由于严重的淬灭效应和三线态湮灭效应，使得蓝光材料的研究成为难点和重点。

目前传统蓝色荧光材料的器件理论外量子效率（EQE）不足5%，而且使用传统荧光材料作为单层白光器件的发光主体材料，器件的效率和在高亮度下的效率滚降都在一个很高的水平。2012年Adachi教授成功的发明了高效的热延迟荧光（TADF）材料被视为最有潜力的解决策略。借助于TADF较小的最低激发三重态（T1）和最低激发单重态（S1）能量差（∆E_ST），三线态激子能够有效地发生反向系间窜越（RISC），使得理论内量子效率达到100%同时降低了三线态激子浓度，缓解了三线态湮灭效应。但是目前的给体-受体（D-A）型蓝光TADF材料通常有以下缺点：

（1）材料的最高占据态分子轨道能级（HOMO）不匹配，不适合作为白光器件的主体材料；

（2）由于TADF中较强的受体单元，TADF材料通常具有较好的电子传输性能，但是其高电离势造成较深的最高占据分子轨道能级；

（3）为了取得蓝光，需要减小材料给体和受体之间的共轭，造成载流子迁移率不平衡，从而导致器件中激子的淬灭效应。

因此，尽管传统的单层杂化白光有机发光二极管的效率已经发展到较高水平，但是在高亮度下的效率滚降通常很大，不利于应用于白光照明领域。而且在蓝光TADF材料为了使光色更蓝，通常使用较强的给体基团，不仅降低了平面共轭，也会造成传输的不平衡。所以，当用蓝光TADF材料作为单层白光有机发光二极管的主体材料时，当电流增加效率滚降就很明显。

基于以上情况，特提出通过调整TADF分子的给体共轭，从而调整材料的发光颜色满足白光的需求，又能使材料符合白光有机发光二极管对于主体材料平衡迁移率的要求。

发明内容

本发明提供了一种新型的有机发光材料，以及其在蓝光和白光有机发光二极管器件的应用，可以简化器件的结构，从而降低工业生产成本，提高了白光发光二极管的效率，又降低了在高亮度下的效率滚降。这种新型的主体染料，既可以作为白光发光必不可少的蓝光发光材料，又可以作为黄光客体染料的主体。

一种热活化延迟荧光材料，该材料的化学结构如式（1）所示：

式（1）中，基团R选自环碳原子数为15-20的咔唑衍生物。

优选的，R为以下R1、R2结构中的一种，其中R1为咔唑并环衍生物，R2为咔唑连环衍生物，其中和N原子连接的单键取代式（1）中R的位置和苯环相连，

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