[发明专利]高激子利用率蓝色荧光材料及其制备与应用

说明书

本发明属于有机光电材料的技术领域，公开了高激子利用率蓝色荧光材料及其制备与应用。所述蓝色荧光材料为式I或式II中一种以上。本发明还公开了蓝色荧光材料的制备方法。本发明的材料为蓝色荧光材料，能形成杂化局域电荷转移态(HLCT)发光，实现高能三线态向单线态反系窜越过程，提高激子利用率。同时本发明的蓝色荧光材料的荧光量子产率高、载流子迁移率高、稳定性好。本发明的材料在有机发光器件中具有较好的性能。本发明的蓝色荧光材料用于制备有机发光器件。

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一类基于菲并咪唑的蓝色荧光材料及其制备方法与在电致发光器件中的应用。

背景技术

有机发光二极管(OLED)具有自发光、低电压驱动、高对比度、响应速度快、低能耗、工作范围广、可柔性化等优点，受到了产业和学术界的广泛关注。OLED相关研究最早可追溯到20世纪60年代，1963年，纽约大学的Pope教授等第一次发现了有机分子单晶蒽的电致发光现象，随后相继出现了一些单晶结构材料电致发光性能的研究，但由于当时的器件驱动电压高，未能引起广泛关注。直到1987年美国柯达公司的邓青云等人采用三明治的器件结构研制出了OLED器件在10V直流电压驱动下亮度达到1000cd m^-2，这使OLED研究获得了划时代的发展。

有机发光二极管主要应用前景在两个方面：一是应用于显示领域，二是应用于固态照明。发光材料是OLED中最核心的部分，决定了器件发光颜色，并且在很大程度上决定了器件效率和器件寿命。要实现高显色指数的全彩色显示面板，需要红绿蓝三色发射的有机发光材料。相比于绿光和红光材料，高效率的蓝色荧光材料还比较匮乏，因此，开发出高性能的有机蓝光材料是OLED研究的一个研究重点。

传统的荧光材料仅能利用25％的单线态激子发光，使得其发光性能大大受限。为了解决激子利用率较低的问题，开发出了利用三线态激子发光的磷光材料、基于三线态反系间窜越的热活化延迟荧光TADF材料和基于三线态-三线态湮灭上转换的TTA荧光材料。然而，前两类材料很少有满足蓝光色坐标CIE_y0.15的高效率材料，此外，这两类材料还面临着严重的效率滚降问题，不利于实际应用。而TTA荧光材料通过融合两个三线态激子形成一个单线态激子，激子利用率只有62.5％[Science China Chemistry,2014,57,335–345]。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一类基于菲并咪唑的高激子利用率蓝色荧光材料及其制备方法。本发明的高激子利用率蓝色荧光材料具有适度的分子内电荷转移，可以形成杂化局域电荷转移态(HLCT)发光，提高激子利用率。并且本发明的材料具有不对称结构，可以抑制分子聚集，减少激子淬灭。同时本发明的蓝色荧光材料的荧光量子产率高、载流子迁移率高、稳定性好。本发明的材料在有机发光器件中具有较好的性能。

本发明的另一目的在于提供上述高激子利用率蓝色荧光材料在有机电致发光器件中的应用。本发明的材料能够制备出高效率的蓝光有机发光二极管。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一类高激子利用率蓝色荧光材料，为式I或式II中一种以上：

式中，R为H或甲基；Ar₃、Ar₄独自为H、苯基、萘基、含6～10个碳原子的苯基衍生物或含10～14个碳原子的萘基衍生物，且Ar₃和Ar₄不同时为H；

式I中Ar₁为失去两个氢的苯、失去两个氢的萘、失去两个氢的含6～10个碳原子的苯基衍生物或失去两个氢的含10～14个碳原子的萘基衍生物；Ar₂为苯基、萘基、失去一个氢的含6～10个碳原子的苯基衍生物或失去一个氢的含10～14个碳原子的萘基衍生物；