[发明专利]具有高激子利用率的ESIPT发光材料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种具有高激子利用率的激发态分子内质子转移(ESIPT)发光材料及其制备方法与应用，结合ESIPT性质与热激活延迟荧光性质，设计合成能够发生高能级三重态激发态到单重态激发态间的快速反向系间窜越机制的ESIPT材料。该类材料分子激发态具有显著的杂化局域‑电荷转移性质，并具有高的激子利用率。同时，本发明的材料具有良好的热稳定性和成膜性，分别制备了单分子黄光和单分子白光OLED；本发明还将TADF蓝光材料与上述ESIPT黄光材料掺杂作为发光层，且两者之间能量传递受到阻断，通过掺杂比例调控互补色主客体发光峰，制备了低成本、可重复制备、高效、EL光谱稳定、色度可调的白光OLED器件。

技术领域

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及具有高激子利用率的ESIPT发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着有机电子学的迅速发展以及对固态照明与信息显示技术的大面积化、超薄化以及柔性化的市场要求，有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)由于具有全固态、主动式发光、高效率、节能、响应快、视角宽、轻薄、可大面积化制造以及可实现柔性显示等一系列优势引起科学界的关注。并随着近几十年的发展进入商业化阶段，被广泛应用于手机、平板、电视等一系列显示终端，而逐渐取代传统的液晶显示屏幕。OLED因其具备的独特优势以及广泛应用领域而具有潜在的发展。其中，白光有机电致发光二极管(White Organic Light-Emitting Diode，WOLED)由于具有节能高效、轻薄、可弯曲、环保、大面积薄膜制造等特点，在全彩色显示领域和固态照明有着具有广阔的应用前景。

作为理想白光光源，WOLED的发光波段应涵盖整个可见光区域(400-800nm)并发出连续的光谱，目前，绝大多数有机发光材料的发光范围仍然局限在一个比较窄的发光波段，只能呈现出单一的发光颜色。因此一般情况下，需要将不同的光进行混合以得到白光，比如互补色(蓝和黄/橙)和三原色(红、绿和蓝)的白光，当然也存在一些单分子或者激基缔合物所发出的白光，但单分子白光材料较少，特别是机制机理方面比较复杂，且白光的器件效率普遍不高。因此WOLED的结构相较于其他颜色的OLED器件更加复杂。为了制备白光发射的WOLED器件，所采用的手段主要包括掺杂单发光层结构、多发光层结构、串联结构、并联结构等。其中多发光层结构的WOLED大多存在制备工艺复杂的显著缺点，而掺杂单发光层器件的制作工艺相对简单，但又需要精确控制从高能发光组分(如蓝光材料)向低能发光组分(绿光及红光材料，或黄/橙光材料)的能量传递程度，如若能量传递进行得非常充分，则只能观察到低能组分的长波段发光；但如果能量传递程度不够，则观察到的发光就以高能组分的短波长发光为主，而低能组分的长波长发光则占比很少。再者，由于低能组分的掺杂比例很小，因此，不同批次制备的WOLED器件很难实现光谱及色坐标的重复性和一致性，从而导致制造良品率不高，制造成本也随之大幅增加。因此，如何能够精确的控制各组分之间的能量传递并且使各组分发光互不干涉是目前研究者们所面临的难题。

相比于通常的有机发光化合物，激发态分子内质子转移(Excited StateIntramolecular Proton Transfer,ESIPT)化合物因其大的斯托克斯位移(Stokes shift)则可有效避免主体材料和客体材料之间的光谱重叠，因而很有可能阻断主客体分子之间的能量传递。那么，如果将这类ESIPT化合物作为低能发光的长波长能量受体，再通过选择适当的能级相匹配的高能发光的短波长能量给体，那么这两种主客体之间的光谱重叠将会非常小，因而两者间的能量传递就很可能难以发生，从而实现不同发光组分互相之间不受影响的各自独立发光。然而，目前国际学术界对于这方面的研究工作才刚刚起步，相关研究报道也很有限，并且器件整体性能特别是器件稳定性(如效率滚降、寿命等)方面尚存在很大的提升空间。