[发明专利]基于茚并[2,1-a]茚稠环单元的热活性延迟荧光材料的合成及其应用

说明书

本发明公开了一种基于茚并[2,1‑a]茚稠环单元衍生物的热活性延迟荧光材料(TADF)及其应用。这种材料使分子的最高占据轨道和最低空轨道的电子云分布有效分离，降低分子的单线态与三线态能级差，提高分子的反向系间窜越速率，实现高效率的TADF发光。以此类材料为发光层掺杂剂，通过溶液法制备有机电致发光器件，获得了高达13.1％的最大外量子效率。

技术领域

本发明涉及一类基于茚并[2,1-a]茚稠环单元的有机热活性延迟荧光(TADF) 材料，特别涉及一种以茚并[2,1-a]茚稠环单元衍生物为受体、二苯胺和咔唑为给体的热活性延迟荧光材料，及其作为有机电致发光二极管的发光层材料的应用，属于有机电致发光材料技术领域。

背景技术

热活性延迟荧光(TADF)，也称为E型延迟荧光，因其能充分利用单线态(S₁) 和三线态(T₁)激子发光且不含重金属原子，近年来引起了科研工作者的广泛关注。TADF的发光机理是当S₁与T₁间的能隙差(ΔE_ST)较小时，T₁激子通过反向系间窜越到单线态，再通过单线态辐射跃迁发光。自Adachi首次将TADF分子应用在有机电致发光二管(OLEDs)中以来，在过去十年间，TADF材料及其器件都取得了巨大的进展。

根据已有文献报道，构筑TADF材料最有效的方法是在分子中引入具有扭曲结构的给体(D)-受体(A)单元骨架。这种结构能够有效实现最高占据轨道与最低空轨道能级的分离，从而获得较小的ΔE_ST。迄今为止，基于红、绿、蓝三基色的TADF材料在电致发光器件中最高可获得20％的最大外量子效率。然而，目前基于TADF材料及其器件的研究仍然还存在一些问题亟需解决：1、高效TADF材料种类不多，特别是构筑TADF材料的电子受体单元少。文献报道的通常为二苯砜、二苯甲酮、三嗪、吡嗪-2,3-二腈，氰基等结构；2、高效率的TADF电致发光器件大都是通过真空蒸镀法制备的，这不利于大面积制备及柔性电致发光器件的制备；3、器件的效率滚降严重。因此，大力研发新型材料结构对促进TADF 材料的发展具有重要的研究意义。

基于以上原因，本发明立足材料，从分子结构入手，构筑新型高效的TADF 材料。茚并[2,1-a]茚稠环单元具有较大的平面共轭结构、较好的电荷传输性能、且其结构化学修饰简单，是一种较好的半导体材料构筑单元。然而，基于茚并 [2,1-a]茚稠环单元的TADF材料未见有文献报道。因此，发明以茚并[2,1-a]茚稠环单元为内核，在其结构中引入四个氰基吸电子单元，构筑一类新型的基于茚并 [2,1-a]茚稠环单元衍生物的电子受体，进一步在茚并[2,1-a]茚稠环单元两端引入电子给体，构筑一类D-A-D型TADF材料。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种以茚并[2,1-a]茚稠环单元衍生物为电子受体，以二苯胺及咔唑衍生物为电子给体的D-A-D型TADF材料。

本发明的另一个目的是在于提供这类基于茚并[2,1-a]茚稠环单元的热活性延迟荧光材料作为有机电致发光二极管发光层材料的应用，可以获得发光性能优异的有机电致发光器件。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一类基于茚并[2,1-a]茚稠环单元的热活性延迟荧光材料，所述荧光材料具有式1或式2结构的化合物，

其中，所述R¹、R²、R³、R⁴、R⁵分别独立地选择氢原子、C1-C6的直链或非直链烷基。

更进一步的说，所述一类基于茚并[2,1-a]茚稠环单元的热活性延迟荧光材料，其中所述R²、R³、R⁴、R⁵为氢原子，所述R¹为氢原子、C1-C6的直链或非直链烷基。