[发明专利]双极性热活化延迟荧光材料及其制备方法与有机电致发光二极管器件

说明书

本发明涉及一种双极性热活化延迟荧光材料及其制备方法与有机电致发光二极管器件，所述双极性热活化延迟荧光材料的结构通式如下式一所示：式一以上式一中，R₁表示作为电子受体的化学基团，R₂表示作为电子给体的化学基团。本发明利用TADF材料100％的内量子利用效率，将该双极性热活化延迟荧光材料作为传统荧光材料的主体材料而应用于有机电致发光二极管器件，使得荧光器件能够达到与磷光重金属配合物的磷光器件相媲美的器件效率，极大地提高了激子利用率，同时解决了直接使用TADF材料作为发光层材料所导致的色域差、激子寿命过长等问题。

技术领域

本发明属于电致发光材料技术领域，特别涉及一种双极性热活化延迟荧光材料及其制备方法和有机电致发光二极管器件。

背景技术

有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板以其主动发光不需要背光源、发光效率高、可视角度大、响应速度快、温度适应范围大、生产加工工艺相对简单、驱动电压低、能耗小、更轻更薄、柔性显示等优点以及巨大的应用前景，吸引了众多研究者的关注。

OLED器件的原理在于，在电场作用下，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，分别通过空穴注入层、空穴传输层和电子注入层、电子传输层，在发光层复合形成激子，激子辐射衰减发光。

有机电致发光材料作为OLED器件的核心组成部分，对器件的使用性能具有很大的影响。OLED器件的发光层材料一般包含混合的主体材料和客体材料，其中，起主导作用的发光客体材料至关重要。早期的OLED器件使用的发光客体材料为荧光材料，由于其在OLED器件中单重态和三重态的激子比例为1:3，因此基于荧光材料的OLED器件的理论内量子效率(IQE)只能达到25％，极大的限制了荧光电致发光器件的应用。重金属配合物磷光材料由于重原子的自旋轨道耦合作用，使得它能够同时利用单重态和三重态激子而实现100％的IQE。然而，通常使用的重金属都是铱(Ir)、铂(Pt)等贵重金属，并且重金属配合物磷光发光材料在蓝光材料方面尚有待突破。纯有机热活化延迟荧光(TADF)材料，具有电子给体(D)和电子受体(A)相结合的分子结构，通过巧妙的分子设计，使得分子具有较小的最低单三重能级差(ΔE_ST)，这样三重态激子可以通过反向系间窜越(RISC)回到单重态，再通过辐射跃迁至基态而发光，从而能够同时利用单、三重态激子，也可以实现100％的IQE。

对于TADF材料，快速的反向系间窜越常数(k_RISC)以及高的光致发光量子产率(PLQY)是制备高效率OLED器件的必要条件。目前，具备上述条件的TADF材料相对于重金属Ir配合物而言还是比较匮乏。并由于TADF材料具有非常宽的光谱，以及微秒量级的激子寿命，极大地限制了其在量产器件结构中的应用。

另外，有效的主体材料应具有理想的带隙以便使能量有效转移到客体，良好的载流子传输性质以便在发射层中实现载流子的平衡重组，与邻近层的能级匹配以实现有效的电荷注入，和足够的热和形态学稳定性以延长器件寿命，因此主体材料的开发对于高效率的电致发光器件极其重要。

传统的主体材料通常只具有单一载流子传输性质，这种不平衡的载流子传输性质已经显示出对OLED的开启电压和寿命的不利性。开发新的主体材料要求必须具有好的双极载流子(空穴和电子)注入和传输性质，以避免载流子在发光层和电荷传输层之间累计，引起界面处激基复合物发光，导致器件的外量子效率、功率效率、电流效率等主要参数偏低，启亮电压偏高，光谱不稳定等现象。因此，近年来可平衡载流子传输的双极性主体材料引起了相当大的关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双极性热活化延迟荧光材料，具有超快反向系间窜越速率及高发光效率，为具有显著TADF特性且高能级的蓝光TADF化合物，可作为有机电致发光二极管的发光层的主体材料。

本发明另一目的在于提供一种双极性热活化延迟荧光材料的制备方法，该方法易于操作，且获得目标产物的产率较高。