[发明专利]一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料，以含氮杂环作为受体单元，在不同的位置连接不同种类的咔唑衍生物基团，获得不同分子结构的发光分子，在苯环与给体的连接处引入烷基或烷氧基。本发明还公开了上述有机光电材料的制备方法和应用。本发明的材料分子量确定，结构单一，且具有较高的分解温度和较强的电化学稳定性，同时能够保证材料具备足够高的T₁能级，这对于有机发光二极管这种电驱动的器件在高亮度情况下发光性能的稳定是非常有益的，可以在有机发光二极管器件中得到有效应用。

技术领域

本发明涉及有机发光材料技术领域，特别涉及一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料及其制备方法和应用。

背景技术

21世纪以来，OLED显示技术逐步推广应用于手机与平板，以及电视、数码像机和可携带设备等商业领域，逐渐积累能与LCD行业抗争的竞争优势。在OLEDs器件中，依据简单的数据统计预测：在电致发光时，只有25％的注入电荷可以生成单线态激子(S₁)，导致荧光的产生(S₁→S₀)，而剩余75％的注入电荷则生成三线态激子(T₁)，能够用于产生磷光(T₁→S₀)。大多数的有机发光材料旋轨耦合作用弱，使得T₁激子的辐射失活速率非常低，从而容易发生激子淬灭而造成发光上的损失。对于传统的荧光材料，这75％的三线态激子的能量并不能得到有效利用，导致了器件理论上的外量子效率仅为5％左右。有机磷光材料在有机芳香体系中引入重金属原子来提高旋轨耦合的作用，促进本身跃迁禁阻的三线态向基态跃迁，因此可以充分提升两种激子的利用率，使得器件的内量子效率可以接近100％，然而需要用到相对比较贵重的稀有金属。

此外在热力学平衡过程中，利用反向系间窜越RISC将是一种有效的捕获T₁激子的方法。当T₁和S₁的能量差足够小时，分子可以通过热运动克服热活化能促进RISC的过程，促进T₁激子的有效利用，实现发光效率的提高，这就是TADF材料设计的最基本的原则。TADF材料发展至今，在器件的实际应用中限制其发展的关键问题不再仅仅是通过分子和器件结构设计来获得最为优异的发光表现，还要求不同光色的器件在高亮度与足够强的电压驱动下能抑制住效率的滚降，并且能够持续维持材料自身的稳定性。因此，提升发光层主客体稳定性的设计与方法选用将会是TADF器件能够开发自身潜能的关键。

通过探索分子结构的设计与器件发光效率的关系，总结出制备高效、低滚降的有机发光材料的方法，可以为有机光电器件得到广泛的商业化应用铺平道路，具有十分重要的学术意义和巨大的经济价值。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料，分子结构简单、性能稳定、具有较高的分解温度和较强的电化学稳定性，能够制备形态和性能稳定的薄膜。

本发明的另一目的在于提供上述基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料的制备方法，合成方法简便，容易提纯。

本发明的再一目的在于提供上述基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子作为有机光电材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料，具有如下P1n～P15n所示的化学结构式中的任一种：

其中，Ar表示(1)和(2)中任意一种类型的咔唑衍生物基团：

所述的基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备A～O中任一项中间体：