一种用作有机电致磷光器件主体材料和热致延迟荧光材料的多功能化三芳基硼衍生物制造技术

本发明专利技术提供一种用作有机电致磷光器件主体材料和热致延迟荧光材料的多功能化三芳基硼衍生物，研究发现：o,o’‑BP‑NPh2发射波长短，可以在蓝光区分发光，同时ΔEST比较小，因此也具有TADF特性以及高的ET。利用这一化合物三线态能级高的特点，将它作为主体材料制备作蓝光和绿光PhOLED，蓝光PhOLED器件的外量子效率最高可以15％，绿光PhOLED器件的外量子效率最高可达22％；同时利用这一化合物的TADF特性，将它作为发光材料制备蓝光TADF OLED，器件外量子效率高达8％，o,o’‑BP‑NPh2是一个多功能化的有机光电子材料。步骤简单、操作方便、实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机电致发光领域，特别涉及一种用作有机电致磷光器件主体材料和热致延迟荧光材料的多功能化三芳基硼衍生物。
技术介绍
有机电致发光器件(OLED)由于具有能主动发光、发光颜色连续可调、易于实现大屏幕显示、视角宽、工艺简单、成本低等特点，已经成为目前平板显示技术的热点，具有诱人的应用前景。为了实现有机电致发光器件的商业化，除了需要满足能够实现全色显示、单色纯度高、热化学稳定性好等要求外，还希望器件有高的发光效率。根据光化学原理，由于受自旋统计的限制，载流子复合形成单线态激子的概率只有25％，而基于荧光材料的有机电致发光器件仅仅利用单线态激子辐射衰减发出荧光，器件的外量子效率最高只有5％。如果单线态和三线态激子的能量能够得到完全利用，将可能突破电致荧光发光效率的限制，因此如何利用三线态激子的辐射衰减来是提高有机电致发光器件的关键。其中一个重要的方法是用贵金属配合物的磷光材料来代替荧光材料，为抑制磷光材料的浓度淬灭和三线态-三线态湮灭(TTA)效应，通常需要将磷光材料作为客体掺杂于主体材料中。作为有机电致磷光器件(PhOLED)的主体材料，通常需要具有良好的载流子传输性能以及较高的三线态能级(ET)以使能量可以有效地转移给客体材料。除此以外，热激活延迟荧光材料(TADF)也可以充分利用电激发下形成的单线态-三线态激子，该类材料一般具有小的单线态-三线态能级(ΔEST)，三线态激子可以通过反系间穿越转变为单线态激子发光。三芳基硼化合物由于其独特的结构和光电性能是近几年来备受关注的一类有机光电功能材料，由于硼原子上空p轨道的影响，硼取代基可以作为一个有效的电子受体，因此当体系中存在电子给体如氨基时，体系容易表现出分子电荷转移特性(ICT)。具有ICT特性的三芳基硼化合物已经被成功用作非线性光学材料、双光子吸收和发光材料、OLED中的电子传输和发光材料，但有关有机电致磷光(PhOLED)器件主体材料和蓝色TADF发光材料的报道还非常有限，其中主要原因是ICT特性通常会减小体系的能隙，使得发射波长比较长、单线态和三线态能级都比较小。
技术实现思路
为了制备发光效率高、亮度大、稳定性好的有机电致磷光器件，本专利技术提供一种用作有机电致磷光器件主体材料和热致延迟荧光材料的多功能化三芳基硼衍生物。研究发现：采用o,o’-BP-NPh2(本专利技术中即指下文所述的化合物Ⅰ)作为有机电致磷光器件的有机发光层主体材料时，可以获得较高的器件外量子效率。本专利技术首先选用o,o’-BP-NPh2和其位置异构体，p,p’-BP-NPh2(化合物II)作为有机发光层的主体材料，以期获得高的外量子效率。但实验结果表明：采用p,p’-BP-NPh2作为主体材料时，并未获得预期的发光效果。这可能是因为二米基硼和二苯氨基的特殊位阻效应使o,o’-BP-NPh2具有非常扭曲的分子结构，两个苯环之间的二面角高达88°，不仅限制了共轭，而且使得最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)基本没有重叠，o,o’-BP-NPh2具有较小的ΔEST,所以o,o’-BP-NPh2兼具蓝色TADF荧光发光特性和较高三线态能级。为实现上述目的，本专利技术采用如下方案：基于o,o’-BP-NPh2兼具蓝色TADF发光特性和较高三线态能级的性能特点，本专利技术提供了化合物Ⅰ及其衍生物作为蓝光TADF发光材料、有机电致磷光器件主体材应用，所述化合物Ⅰ和II的结构式如下：优选的，所述化合物Ⅰ的联苯部分中，两个苯环之间的二面角达88°以上。优选的，所述化合物Ⅰ在环己烷中的最大吸收峰为363nm，最大发射峰429nm。优选的，所述化合物Ⅰ的单晶结构图如图1所示。本专利技术还提供了一种蓝光TADF OLED，所述蓝光TADF OLED的发光材料为化合物Ⅰ。本专利技术还提供了一种绿光有机电致磷光器件PhOLED，所述有机电致磷光器件PhOLED的主体材料为化合物Ⅰ。本专利技术还提供了一种蓝光有机电致磷光器件PhOLED，所述有机电致磷光器件PhOLED的主体材料为化合物Ⅰ。本专利技术还提供了一种蓝光有机电致磷光器件，该器件依次包括透明基片、阳极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层，所述的有机发光层包括主体材料和磷光染料；所述主体材料为化合物Ⅰ。优选的，所述的磷光染料的平均掺杂浓度为1～30wt％。优选的，所述磷光染料为二[2-(4，6-二氟苯基)吡啶基-N，C2’]皮考啉酸铱(III)、二(1-苯基-异喹啉基)(乙酰丙酮)铱(III)、八乙基卟啉铂或三(2-苯基吡啶)铱(III)或二(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)。本专利技术的作用原理及有益效果：在本专利技术中，我们通过将电子受体二米基硼和电子给体二苯氨基引入到联苯结构的o,o’-位，得到了兼具蓝色TADF发光特性和较高三线态能级的三芳基硼化合物(o,o’-BP-NPh2)。在此化合物中，由于二米基硼和二苯氨基位阻效应的影响，联苯部分非常扭曲，两个苯环之间的二面角高达88°，不仅降低了体系的共轭程度，而且使得最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)基本没有重叠，因此该化合物发射波长短，可以在蓝光区分发光，同时ΔEST比较小，因此也具有TADF特性以及高的ET(图2)。利用这一化合物三线态能级高的特点，可以将它作为主体材料制备作蓝光和绿光PhOLED，蓝光PhOLED器件的外量子效率最高可以15％，绿光PhOLED器件的外量子效率最高可达22％；同时利用这一化合物的TADF特性，也可以将它作为发光材料制备蓝光TADF OLED，器件外量子效率高达8％，o,o’-BP-NPh2是一个多功能化的有机光电子材料。附图说明图1：o,o’-BP-NPh2的分子结构和单晶结构；图2：o,o’-BP-NPh2的吸收(实线)、荧光(虚线)和磷光(虚点线)光谱。吸收和荧光光谱在室温环己烷中测定，磷光光谱在2-甲基四氢呋喃77K测定；图3：本专利技术的装置结构图；图4：实施例21归一化后的EL谱图；图5：实施例21亮度和电流密度随电压的变化曲线；图6：实施例21电流效率、功率效率和EQE随亮度的变化曲线。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：1.有机电致磷光器件的一种结构如图3所示，其中：1)为透明基片，可以是玻璃或是柔性基片，柔性基片采用聚酯类、聚酰亚胺类化合物中的一种材料；2)为阳极层，可以采用无机材料或有机导电聚合物，无机材料一般为ITO、氧化锌、氧化锡锌等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属，最优化的选择为ITO，有机导电聚合物优选为PEDOT:PSS、PANI中的一种材料；3)为空穴传输层，采用空穴传输能力较强的p型有机半导体材料，一般为三苯胺类化合物，如NPB、TPD、MTDATA等材料中的一种，本专利技术优选为NPB；4)为有机发光层，采用o,o’-BP-NPh2作为主体材料，掺杂在主体材料中的磷光染料的掺杂浓度沿空穴传输层到电子传输层的方向随着有机发光层厚度的增加而逐渐上升或逐渐下降形成梯度掺杂结构，一般为金属有机配合物，如FIrpic(蓝色)、Ir(piq)2(acac)(红色)、PtOEP(红色)、Ir(ppy)3(绿色)、Ir(ppy)2(acac)(绿色)本文档来自技高网...

【技术保护点】
化合物Ⅰ及其衍生物作为蓝光发光材料、有机电致磷光器件主体材料或热致延迟荧光材料的应用，其特征在于，所述化合物Ⅰ的结构式如下：

【技术特征摘要】
1.化合物Ⅰ及其衍生物作为蓝光发光材料、有机电致磷光器件主体材料或热致延迟荧光材料的应用，其特征在于，所述化合物Ⅰ的结构式如下：2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述化合物Ⅰ的联苯部分中，两个苯环之间的二面角达88°以上。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述化合物Ⅰ在环己烷中的最大吸收峰为363nm，最大发射峰429nm。4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述化合物Ⅰ的单晶结构图如图1所示。5.一种蓝光TADF OLED，其特征在于，所述蓝光TADF OLED的主体材料为化合物Ⅰ。6.一种绿光有机电致磷光器件PhOLED，其特征在于，所述有机电致磷光器件PhOLED的主体材料为化合物Ⅰ。7.一种蓝光有机电致磷光器件P...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翠华，王琛，李胜勇，孙作榜，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37