[发明专利]一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用

说明书

本发明提供一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用，所述有机化合物具有如式I所示结构，是一种新型含氮杂环有机小分子化合物，通过母核结构的设计和大位阻基团的接入，避免了化合物的聚集，避免共轭平面的直接堆积形成π聚集或激基缔合物，从而提高了发光效率。所述有机化合物具有TADF特性，作为OLED器件的发光层材料能够提高两种载流子的传输能力，改善载流子平衡，提高器件的荧光量子效率，降低器件电压；并通过取代基的选择和设计，作为发光层掺杂材料实现全波谱的发射。

技术领域

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用。

背景技术

有机电致发光(Organic Light Emitting Display，OLED)器件是一种新型的显示技术，器件具有类三明治的结构，包括阳极、阴极以及夹在阴阳极之间的有机层，向器件的电极施加电压时，电荷在电场作用下在有机层中迁移复合而发光。与传统的液晶显示技术相比，OLED具有高效、响应速度快、能耗小、驱动电压低、轻薄、宽视角、发光颜色连续可调、生产工艺简单以及可柔性显示等优点，已广泛应用于平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业。

OLED器件的有机层包括发光层，发光层采用具有发光特性的材料制备而成。研究表明，OLED的发光层材料可根据其发光机制主要分为以下四种：荧光材料、磷光材料、三线态-三线态湮灭(TTA)材料和热激活延迟荧光(TADF)材料。

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，激子中单线态和三线态激子的比例为1:3，所以荧光材料最大内量子产率不大于25％；依据朗伯发光模式，光取出效率为20％左右，因此，基于荧光材料的OLED器件的外量子效率EQE一般不超过5％。

磷光材料的三线激发态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，可以直接利用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，光取出效率约为20％，因此，基于磷光材料的OLED器件的EQE可以达到20％。但是磷光材料通常为Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金属配合物，生产成本较高，不利于大规模生产。而且，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OLED器件的稳定性并不好。

TTA材料中，两个三线态激子相互作用产生一个单线态激子，通过辐射跃迁回到基态S₀。相邻的2个三线态激子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，但是2个三线态激子产生1个单线态激子，故其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，在这个过程中三线态激子的浓度需要调控。

TADF材料中，当S₁态和T₁态的能级差较小且T₁态激子寿命较长时，在一定温度条件下，分子内部发生逆向系间窜越(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％。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，并且可通过多种方法进行化学修饰，实现性能的进一步优化。

目前，CN109535159A、CN109575059A和CN111116620A等现有技术中公开了TADF材料及其应用，但目前已发现的TADF材料较少，其性能难以满足人们对高性能OLED器件的要求，TADF材料在稳定性、发光性能和制备工艺等多个方面均有很大的改进空间。

因此，开发更多种类、更高性能的新的TADF材料，是本领域的研究重点。

发明内容