一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料及应用制造技术

本发明专利技术属于有机光电材料领域，公开了一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料及应用。所述非芳香胺类高激子利用率小分子材料具有式(I)所示的结构通式，式中R

【技术实现步骤摘要】
一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料及应用
本专利技术属于有机光电材料领域，具体涉及一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料及应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)器件由于其自发光、广色域、广视角、低能耗等特性，在平板显示和固体光源领域表现出巨大的应用前景。相对于聚合物材料，小分子材料由于其合成提纯简单、分子量确定、结构稳定等优势，更有利于提高有机光电器件的效率，并具有更加简单的器件制备工艺，从而实现有机发光二极管的商业化应用。热活化延迟荧光(TADF)材料由于本征的小单三线态能隙(ΔEST)，在电致发光中其高效的反向系间窜越(RISC)过程保证其能高效利用传统荧光材料无法利用的高浓度三线态激子，从而实现接近100％的高内量子效率(IQE)。与此同时，与利用重金属原子的磷光材料相比，纯有机热活化延迟荧光有机发光二极管(TADF-OLED)已经实现了与磷光有机发光二极管(PH-OLED)相似的高效率，使得该类材料表现出相当的应用前景。给受体体系由于具有较小的单三线态分裂能，有利于实现快速的反向系间窜越，同时具有较好的载流子平衡能力，有利于在器件应用中实现有效的双极传输和良好的载流子平衡，成为TADF材料设计的主流方案。然而，目前已报道的高效给受体TADF体系均是基于芳香胺类给体化合物或者含有芳香胺单元的激基复合物体系。而基于单分子非芳香胺类的高激子利用率有机发光体系至今未有报道。涉及到更有利于实现高效稳定器件的非掺杂高激子利用率体系更是空缺。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料。本专利技术的另一目的在于提供上述非芳香胺类高激子利用率小分子材料在有机光电器件中的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料，具有如下式(I)所示的结构通式：式(I)中R1、R2和R3中至少一个选自如下D1～D4中的任意一种给体取代基，其余为苯基；式中，R4、R5和R6各自独立的选自S或O。优选地，所述非芳香胺类给受体型小分子材料具有如下(1)～(60)中任一项所示的结构式：上述非芳香胺类高激子利用率小分子材料可通过Suzuki偶联反应制备得到。上述非芳香胺类高激子利用率小分子材料在有机光电器件中的应用。优选地，所述非芳香胺类高激子利用率小分子材料作为发光层在有机光电器件中的应用；所述有机光电器件包括透明基板，以及形成在基板上的透明阳极层，若干个有机发光层单元和阴极层，所述有机发光层单元包括空穴注入层、空穴传输层、一个或多个发光层和电子传输层，其中发光层包含单一的或作为混合组分的非芳香胺类高激子利用率小分子材料。本专利技术的非芳香胺类高激子利用率小分子材料具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术基于硫氧杂蒽、二苯并噻吩、二苯并呋喃衍生物为给体和三苯基嘧啶衍生物为受体取代的不含传统芳香胺单元的小分子材料结构简单、分子量确定、易于提纯、电化学稳定且易于研究其构效关系；可通过真空蒸镀或旋涂形成有机薄膜，并应用在包括有机发光二极管等等有机光电器件中。(2)本专利技术非芳香胺类高激子利用率小分子材料用于有机发光器件发光层，相较于传统荧光材料25％的激子利用率，体现出大幅提高的激子利用率(>80％)，并且部分呈现出热活化延迟荧光的性质。(3)本专利技术非芳香胺类高激子利用率小分子材料可通过改变硫氧原子的含量和与之偶联的受体单元的键接位置，对材料的光色和效率实现有效地调控，并满足有机光电器件的需要。附图说明图1是实施例1中所得结构1的非芳香胺类高激子利用率小分子材料在溶液下的吸收、荧光发射和磷光发射光谱图。图2是实施例5中所得结构5的非芳香胺类高激子利用率小分子材料在粉末状态下的荧光发射和磷光发射光谱图。图3是实施例中所得结构1和结构5的非芳香胺类高激子利用率小分子材料的循环伏安图。图4是实施例1中所得结构1的非芳香胺类高激子利用率小分子材料的热重分析和差示扫描量热法(内嵌图)曲线图。图5是实施例1中所得结构1的非芳香胺类高激子利用率小分子材料的非掺杂薄膜条件下的瞬态寿命测试图。图6是实施例5中所得结构5的非芳香胺类高激子利用率小分子材料的非掺杂薄膜条件下的瞬态寿命测试图；图7是实施例61中基于结构1和结构7的非芳香胺类高激子利用率小分子材料所得发光器件的电流密度-电压-亮度图。图8是实施例61中基于结构1和结构7的非芳香胺类高激子利用率小分子材料所得发光器件的电致发光光谱图.图9是实施例61中基于结构5和结构7的非芳香胺类高激子利用率小分子材料所得发光器件的电流密度-电压-亮度图。图10是实施例61中基于结构5和结构7的非芳香胺类高激子利用率小分子材料所得发光器件的电致发光光谱图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例结构1的非芳香胺类高激子利用率小分子材料反应式如下所示：具体反应步骤如下：将噻蒽-1-硼酸(3.84mmol,1.00g)，2-氯-4,6-二苯基嘧啶(4.22mmol,1.13g)，磷酸钾(19.20mmol,4.07g)，三环己基膦(0.31mmol,86mg)，Pd2(dba)3(0.192mmol,176mg)，1,4-二氧六环100mL依次加入反应器中，通氮气15min后，在110℃下加热反应18h。反应结束后，待体系恢复到室温，用二氯甲烷和饱和食盐水萃取，回收有机相，减压蒸馏除去溶剂。粗产物通过柱层析分离纯化，洗脱剂为石油醚/二氯甲烷5:1，得到结构1产物，产率为67％。结构1分子式：C28H18N2S2；分子量：m/z:446.59；元素分析结果为：C,75.31；H,4.06；N,6.27；S,14.36。本实施例所得结构1的非芳香胺类高激子利用率小分子材料在溶液下的吸收、荧光发射和磷光发射光谱图如图1所示；循环伏安图如图3所示；热重分析和差示扫描量热法(内嵌图)测试曲线如图4所示；非掺杂薄膜条件下的瞬态寿命测试图如图5所示。实施例2本实施例结构2的非芳香胺类高激子利用率小分子材料反应式如下所示：具体反应步骤如下：与结构1相比，不同之处在于将噻蒽-1-硼酸换成等当量的吩噁噻-4-硼酸，其他原料和步骤均同于结构1。最终得到结构2产物，产率为67％。结构2分子式：C28H18N2OS；分子量：m/z:430.53；元素分析结果为：C,78.12；H,4.21；N,6.51；O,3.72；S,7.45。实施例3本实施例结构3的非芳香胺类高激子利用率小分子材料反应式如下所示：具体反应步骤如下：与结构1相比，不同之处在于将噻蒽-1-硼酸换成等当量的吩噁噻-1-硼酸，其他原料和步骤均同于结构1。最终得到结构3产物，产率为67％。结构3分子式：C28H18N2OS；分子量：m/z:430.53；元素分析结果为：C,78.12；H,4.21；N,6.51；O,3.72；S,7.45。实施例4本实施例结构4的非芳香胺类高激子利用率小分子材料反应式如下所示：具体反应步骤如下：与结构1相比，不同之处在于将噻蒽-1-硼酸换成等当量的二噁英-1-硼酸，其他原料和步骤均同于结构1。最终得到结构4产物，产率为67％。结构4分子式：C28H18N2O2；分子量：m/z:414本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料，其特征在于所述非芳香胺类高激子利用率小分子材料具有如下式(I)所示的结构通式：

【技术特征摘要】
1.一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料，其特征在于所述非芳香胺类高激子利用率小分子材料具有如下式(I)所示的结构通式：式(I)中R1、R2和R3中至少一个选自如下D1～D4中的任意一种给体取代基，其余为苯基；式中，R4、R5和R6各自独立的选自S或O。2.根据权利要求1所述的一种非芳香胺类高激子利用率小分子材料，其特征在于所述非芳香胺类给受体型小分子材料具有如下(1)～(60)中任一项所示的结构式：3.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏仕健，乔振洋，蔡欣佚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44