本发明专利技术涉及一种热激活延迟荧光材料及其发光装置，该类材料具有符合式(Ⅰ)所示的分子结构，该类材料具有非常小的三重激发态‑单重激发态能级差、合适的分子能级、良好的薄膜稳定性，可以实现热活化延迟荧光发光并作为有机电致发光器件的发光层，应用在有机电致发光领域中。
A thermally activated delayed fluorescence material and its luminescent device
The present invention relates to a thermally activated delayed fluorescence material and its luminescent device. The material has the molecular structure shown in conformity formula (I). The material has very small triple excited state energy level difference, suitable molecular energy level and good film stability, and can realize thermally activated delayed fluorescence luminescence and act as a thin film luminescent material. The emitting layer of organic electroluminescent devices is applied in the field of organic electroluminescence.
【技术实现步骤摘要】
一种热激活延迟荧光材料及其发光装置
本专利技术属于有机电致发光领域，涉及一种可实现热激活延迟荧光发光的小分子有机电致发光材料，并涉及该材料在有机电致发光领域中的应用。
技术介绍
有机电致发光二极管(OLED)产生于上世纪80年代，它具有自发光、广视角、响应速度快、色域宽广、可实现柔性显示等诸多优点，经过三十年的不断发展，该技术已逐步走向成熟，目前，有机电致发光技术已经广泛应用在智能手机、平板电视、虚拟现实等诸多商品中。有机电致发光器件是一种电流驱动的发光器件，按照发光机制的不同，可以分为荧光器件和磷光器件两种，当电荷从电极注入器件时，由于电子自旋方向的随机性，单重态激子的比例只有25％，另外75％为三重态激子，一般情况下，荧光器件只能利用单重激发态激子发光，而磷光器件可以同时应用单重态激子和三重态激子的能量，因此，磷光器件的效率远大于荧光器件。虽然磷光器件的效率高于荧光器件，但是，磷光器件也有其不足之处，如磷光材料主要是含有贵金属的配合物，特别是金属铱和铂的配合物，由于金属铱和铂本身价格昂贵，因此，磷光材料的价格极其昂贵，这也限制了磷光材料的应用空间。因此，开发使用荧光材料作为发光分子，且能够实现高效发光的OLED器件，这样的研究方向显得极具吸引力。2012年，C.Adachi在Nature上发表论文(Nature.,2012，492，234)，首次报道了一种基于热激活延迟荧光(TADF)机制，实现了高效发光的荧光器件，由于该类材料能够同时利用单重态激子和三重态激子的能量发光，因此其器件效率远高于传统的荧光材料，其发光效率在理论上与磷光材料相当，因此，新型TADF材料的开发为高效率荧光器件的制作带来了新的方向。为了实现TADF发光，有机材料需要具有极小的三重激发态-单重激发态能级差(ΔEst)，这样才能够保证在激发情况下，三重态激子可进行反系间跨越，从而实现热活化延迟荧光发光。在分子结构上，TADF材料常常需要具有电子给体结构单元(简称D)和电子受体结构单元(简称A)，由此组成的D-A型分子结构，有利于实现热活化延迟荧光发光。1，2-二氢非那烯-1，3-二酮结构单元含有两个酮羰基，该结构具有一定的拉电子能力，适合作为TADF材料中的A基团，将该结构单元通过螺型碳原子与具有供电子性质的三芳香胺结构单元相连接，可由此构成D-A型分子结构，通过进一步的化学修饰，将有望获得一类新型TADF发光材料。
技术实现思路
本专利技术针对现有使用荧光材料的OLED发光效率存在的不足，提供一种热激活延迟荧光材料及其发光装置。本专利技术解决上述技术问题的方案如下：一种热激活延迟荧光材料，具有如式(Ⅰ)所示的分子结构：其中，X代表O原子或二甲基取代的C原子，R1、R2各自独立选自H原子、取代或未取代的咔唑、吩噁嗪、9,9-二甲基吖啶中的一种，且R1、R2不同时为H原子。进一步，R1、R2各自独立的以下结构中的一种(A代表取代基R1、R2与母体结构连接的位置)：进一步，热激活延迟荧光材料具有如C01～C24所示的分子结构：本专利技术提供的热激活延迟荧光材料的结构特点为：1，2-二氢非那烯-1，3-二酮由于具有两个酮羰基，具有很强的拉电子能力，在整体结构中作为A基团，三芳香胺基团具有较强的供电子能力，在整体结构中作为D基团，A基团和D基团通过螺型碳原子连接，进而构成一类新的TADF发光材料。本专利技术提供的荧光材料的有益效果是：1)该类材料具有较大的空间位阻和优良的薄膜稳定性，此外，该类材料的分子质量为690-810，具有适当的分子质量和优良的热稳定性。2)该类材料的结构特点使得其具有非常小的三重态-单重态能级差(ΔEst)，有利于实现在激发情况下三重态激子的反系间跨越，从而有效利用了三重态激子的能量，可以实现热激活延迟荧光发光，作为有机电致发光器件的功能层后获得了非常高的器件效率，从而应用在有机电致发光领域中。本专利技术还要求保护一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和位于二者之间的功能层，功能层中含有前述的热激活延迟荧光材料。进一步，前述的热激活延迟荧光材料在发光层中作为客体发光材料。进一步，有机电致发光器件包括由下至上依次叠置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层。本专利技术还要求保护一种照明或显示元件，包括上述的有机电致发光器件。以本专利技术所述材料作为有机电致发光器件的发光层制作的绿色有机电致发光器件，器件的最大亮度6650-7240cd/m2，最大电流效率26.2-29.1cd/A，器件效率优良。以本专利技术所述材料作为有机电致发光器件的发光层制作的黄色有机电致发光器件，器件的最大亮度7350-7650cd/m2，最大电流效率17.1-18.1cd/A，器件效率优良。因此，与已知的绿光材料C-545T和黄光材料DCTP相比，以本专利技术所述材料制作的有机电致发光器件，器件效率普遍提升3倍以上。本专利技术中，OLED器件的功能层结构，并不局限于上述功能层结构，OLED器件的功能层材料，也并不局限于使用上述材料，这些材料可以用其它材料代替，以期待进一步改善器件性能。应当理解，本专利技术所述实施过程与结果，只是为了更好地解释本专利技术，并非是对本专利技术的限制。附图说明图1为应用例中有机电致发光器件的结构示意图；图1中，101、ITO导电玻璃衬底；102、空穴注入层；103、空穴传输层；104、发光层；105、电子传输层；106、电子注入层；107、阴极层。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。一、化合物的合成实施例本专利技术实施例所使用的四个中间体材料A01-A04，可参照文献JournaloftheChemicalSociety(1953),3099-3105.所述方法进行制备，结构式如下：实施例1：化合物C01的制备，反应方程式如下：具体操作过程为：在250mL的三口烧瓶中，加入化合物A01(2.18g，0.004mol)，咔唑(1.33g，0.008mol)，铜粉(0.65g，0.01mol)，碳酸钾(1.38g，0.01mol)，邻二氯苯(80g)，氮气保护下，升温至165℃，保温反应36小时，降温至45℃，加入100g四氢呋喃，抽滤，150g四氢呋喃淋洗，收集滤液，减压脱溶剂，所得固体使用硅胶柱层析精制，洗脱剂为二氯甲烷：石油醚＝1:1(体积比)，所得目标物C01粗品使用化学气相沉积系统进一步升华提纯，升华温度345℃，得到1.1g目标物C01精品，收率38.3％，高分辨质谱，正离子模式，分子式C52H34N2O2，理论值718.2620，测试值718.2628，元素分析(C52H34N2O2)，理论值C：86.88，H：4.77，N：3.90，O：4.45，实测值C：86.85，H：4.79，N：3.87，O：4.49，使用模拟计算方法测得化合物C01的ΔEst为0.042eV。实施例2：化合物C02的制备，反应方程式如下：以化合物A02为原料，参照实施例1所述方法，制备化合物C02，得到目标物1.0g，高分辨质谱，正离子模式，分子式C49H28N2O3，理论值692.2100，测试值692.2105，元素分析(C49H28N2O3)，理论值C：84.95，H：4.07本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热激活延迟荧光材料，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示的分子结构：
【技术特征摘要】
1.一种热激活延迟荧光材料，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示的分子结构：其中，X代表O原子或二甲基取代的C原子，R1、R2各自独立选自H原子、取代或未取代的咔唑、吩噁嗪、9,9-二甲基吖啶中的任意一种，且R1、R2不同时为H原子。2.根据权利要求1所述的热激活延迟荧光材料，其特征在于：R1、R2各自独立选自以下结构中的一种：其中，A代表取代基R1、R2与母体结构连接的位置。3.根据权利要求1或2所述的热活化延迟荧光材料，其特征在于，具有如C01～C24所示的分子结构：4.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括阳极、阴极和位于二...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛磊，高宪鹏，刘伟坤，胡葆华，孙德生，陈武，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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