[发明专利]一种热激活延迟荧光材料及其应用

说明书

本发明提供一种热激活延迟荧光材料及其应用，所述热激活延迟荧光材为具有式I所示结构的化合物，可用作有机电致发光器件的发光层材料。所述热激活延迟荧光材料应用于有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的至少一层有机薄膜层，所述有机薄膜层中的发光层中包括所述热激活延迟荧光材料中的任意一种或至少两种的组合。本发明提供的热激活延迟荧光材料的三重态和单重态之间的能级差可以降低到0.25eV以下，作为有机电致发光器件中的发光层材料可以改善载流子平衡、提高发光效率、降低器件电压。

技术领域

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种热激活延迟荧光材料及其应用。

背景技术

有机电致发光是目前光电器件领域中一种具有广阔实用前景的新兴技术，自1987年有机电致发光材料与器件(Organic Light Emitting Diode，OLED)兴起后，就得到了研究人员的广泛关注和积极参与。相对于无机电致发光器件，有机电致发光器件具有高亮度、高效率、低驱动压、宽视角等优点，并且可以用于制备大面积柔性可弯曲的器件。但是，同市场上广泛应用的显示产品相比，OLED的显示还存在较多的问题，其中一个关键的原因是缺乏性能优异的材料。

用于OLED发光层的材料可根据其发光机制分为以下4种：磷光材料、荧光材料、三线态-三线态湮灭(TTA)材料和热活化延迟荧光(TADF)材料。其中，磷光材料中三线激发态T₁直接辐射衰减到基态S₀，由于重原子效应，可以通过自旋偶合作用加强分子内部系间窜越，可直接利用75％的三线态激子，从而实现在室温下S₁和T₁共同参与的发射，理论最大内量子产率可达100％；依据朗伯发光模式，光取出效率约20％，故基于磷光材料的OLED器件的外量子效率EQE可以达到20％；但是磷光材料大多为Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金属的配合物，生产成本高，不利于大规模工业化生产；且在高电流密度下，磷光材料存在严重的效率滚降现象，同时磷光器件的稳定性欠佳。荧光材料的单线激发态S₁通过辐射跃迁回到基态S₀，根据自旋统计结果，激子中单线态和三线态激子的比例是1:3，所以荧光材料最大内量子产率低于25％；依据朗伯发光模式，光取出效率为20％左右，故基于荧光材料的OLED器件的EQE不超过5％，基于荧光材料的OLED器件发光性能不佳。TTA材料的两个三线态激子相互作用，复合生成一个更高能级的单线激发态分子和一个基态分子；但两个三线态激子产生一个单线态激子，所以理论最大内量子产率只能达到62.5％；为了防止产生较大的效率滚降现象，需要在该过程中调控三线态激子的浓度，导致TTA材料的制备成本高。

TADF材料中当S₁态和T₁态的能隙值较小且T₁态激子寿命较长时，分子内部发生反向系间窜越(RISC)，T₁态激子通过吸收环境热量转换到S₁态，再由S₁态辐射衰减至基态S₀。因此，TADF材料可同时利用75％的三线态激子和25％的单线态激子，理论最大内量子产率可达100％。而且TADF材料主要为有机化合物，不需要稀有金属元素，生产成本低，并可通过多种方法进行化学修饰以实现性能优化。

CN106966954A、CN109651242A、CN108586441A等公开了TADF材料及包含其的有机光电装置，但目前已发现的TADF材料较少，发光性能也无法满足人们对OLED器件的要求。

因此，开发更多种类的高发光性能的新型TADF材料，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了开发更多种类、更高发光性能的TADF材料，本发明的目的之一在于提供一种热激活延迟荧光材料，所述热激活延迟荧光材为具有式I所示结构的化合物：