[发明专利]一类以三聚茚酮为电子受体的电致发光材料及其应用

说明书

一类以三聚茚酮为电子受体的电致发光材料及其应用，其属于有机电致发光领域。该类衍生物以三聚茚酮为电子受体，咔唑、1，3，6，9‑四甲基咔唑、3，6‑二叔丁基咔唑、3‑咔唑基咔唑、9，9‑二甲基吖啶，吩噁嗪及吩噻嗪为电子供体。该系列化合物的合成方法是：以5‑溴‑1‑茚酮为原料，经过偶联，氧化以及Buchwald–Hartwig偶联反应等，合成得到不同供电子基团取代的三聚茚酮。该系列化合物在紫外‑可见光区有强吸收，并且其稀溶液发射强荧光，发光颜色是橙红光或红光，可作为发光材料应用于有机电致发光器件。

技术领域

本发明涉及三聚茚酮衍生物的制备方法及其电致发光应用，其属于有机电致发光领域。

背景技术

新世纪信息技术的发展日新月异。高效而准确的信息采集，快速的信息处理，高密度的信息存储，大容量的信息传输以及高清晰度的信息显示是人们追求的目标，信息显示技术扮演着及其重要的作用。

当前，较为成熟的显示器有阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、等离子体显示器(Plasma Display Panel，PDP)和液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)。虽然在一定时期内它们拥有无可替代的优良性能，但这些显示器件都存在不同程度的缺陷，使得其应用无法满足人们的需求。如：CRT较为笨重，驱动电压高，有严重辐射；PDP制作复杂且较为昂贵，LCD响应速度慢、视角窄，属于被动发光等。

相比之下，有机电致发光器件(Organic Light-emitting Diodes,OLEDs)由于具有低驱动电压、主动发光、宽视角、快响应、成本低廉、工艺简单、全彩可柔性显示以及耐恶劣环境等优点，成为显示领域中的佼佼者，进而引起了各领域的广泛关注。

最早的有机电致发光材料均为荧光材料。由于电致发光的特殊性在于电激发产生的单重态激子与三重态激子的比例为1:3，即处于单重态的激子占所有激子数量的25％。荧光材料只能利用处于单重态的激子辐射衰减实现发光，故荧光材料的理论内量子效率最高只有25％。随后，磷光现象的发现和研究推动了磷光材料的发展。由于磷光材料不仅仅可以利用三重态激子辐射衰减发出磷光，其单重态激子可以通过系间窜跃的方式转化为三重态激子实现发光，从而实现了100％的理论内量子效率。但磷光材料大多含有Ir，Pt等贵金属，其昂贵的造价限制了其发展。在此背景下，热致延迟荧光(Thermally Activated DelayedFluorescence)材料(简称TADF材料)应运而生。

在具有TADF性质的分子中，分子可以利用逆系间窜越将三重态激子转化为单重态激子实现发光，这样既能保证与磷光相似的内量子效率，又能避免严重的激子湮灭现象。TADF性质的分子近年来引起了相关科研人员的高度重视。如2012年Adachi等人报道的一系列橙色到天蓝色的TADF分子，具有极高的发光效率；2013年Lee等人报道的一系列基于噁二唑内核的TADF分子，获得了较高的荧光量子效率；国内学者也与2014开发出了一系列基于磷酰基的TADF分子，其优良的性能及新颖的设计理念也获得了一定的关注。虽然近年来大量的新型分子被开发出来，但是，满足TADF性质的分子必须要兼顾HOMO与LUMO能级较大程度的分离和较高的辐射速率常数这两个互为矛盾的条件，因此，性能优良的TADF理论和材料有待于更深入的研究。

发明内容

本发明的目的主要是在三聚茚酮基团中引入不同供电子能力的基团，从而调节分子的发光性能，探索合成出一系列既能提高辐射跃迁速率，又能使分子的HOMO和LUMO轨道进行合理分离的化合物，从而得到性质优异的有机电致发光材料。

本发明的技术方案是：一类三聚茚酮衍生物，该类衍生物的结构通式如下：

其中，D选自：D1：咔唑，D2：1，3，6，9-四甲基咔唑，D3：3，6-二叔丁基咔唑，D4：3-咔唑基咔唑，D5:9，9-二甲基吖啶，D6:吩噁嗪，D7:吩噻嗪，结构式如下的基团：