一种热致延迟荧光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于光电材料应用科技领域，具体涉及一种热致延迟荧光材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过在供体和受体片段之间或供/受体片段上引入“苯桥”构成了一种热致延迟荧光材料，扩展其π共轭程度，扩大分离电子的距离，材料离域效应设计避免了三重态‑电荷反应能量损耗，从调控激子跃迁角度改善器件效率滚降。当作为发光层客体材料或出光层材料应用至器件时，供受体片段上的N取代会导致发光波长蓝移，弱化二苯硫砜的吸电子能力，利于拓宽能隙，实现深蓝光，且低于主体材料的三线态能级能够有效抑制从客体到主体的三线态能量倒流，从而将三线态激子限制在发光层内，提高光取出效率，是一种理想的发光层客体材料和出光层材料。

A thermal delayed fluorescent material and its preparation and Application

The invention belongs to the field of photoelectric material application science and technology, in particular to a thermally delayed fluorescent material and a preparation method and application thereof. By introducing \benzene bridge\ between donor and acceptor segments or on donor / acceptor segments, the invention forms a thermally induced delayed fluorescence material, expands its \u03c0 conjugation degree, expands the distance of separating electrons, the design of material delocalization effect avoids the energy loss of triple state \u2011 charge reaction, and improves the device efficiency roll down from the perspective of adjusting exciton transition. When applied to the device as the object material of the light-emitting layer or the light-emitting layer material, the N substitution on the donor receptor segment will lead to the blue shift of the light-emitting wavelength, weaken the electron absorption ability of diphenylsulfoxide, widen the energy gap, realize the deep blue light, and the three-wire state energy level lower than the subject material can effectively inhibit the three-wire state energy backflow from the object to the subject, thus limiting the three-wire state exciton to the light-emitting layer In order to improve the efficiency of light extraction, it is an ideal object material and light emitting layer material.

【技术实现步骤摘要】
一种热致延迟荧光材料及其制备方法和应用
本专利技术属于光电材料应用科技领域，具体涉及一种热致延迟荧光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
OLED，即有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode)，又称为有机电激光显示(OrganicElectroluminescenceDisplay,OELD)。OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够显著节省电能，因此OLED被视为21世纪最具前途的产品之一。尽管有机电致发光材料与器件能实现内量子效率接近100％，但其常用的过渡金属铱及铂配合物成本太高且储量有限，高效稳定蓝光仍旧缺乏；且发光器件在长期运行过程中会出现配合物解配位的现象，稳定性不好，继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料热致延迟荧光材料(thermallyactivateddelayedfluorescence，TADF)应运而生。热致延迟荧光材料在外界热能的支持下，利用三重态向单重态的反向系间跃迁(reverseintersystem-crossing，RISC)形成单重态激子而发光，电激发下形成的单线态激子和三线态激子使得器件的内部量子效率可以达到100％，且性质稳定，无需贵重金属，在OLED领域的应用前景广阔。然而，报道的高效率的深蓝光热致延迟荧光材料和器件最大效率基本都是在极低的电流密度下(＜1mA/cm2)实现的，深蓝光的TADF器件性能远不及其他光色。另外，所有的TADF的器件，在高的电流密度下，单重态-三重态湮灭(STA)，三重态-三重态湮灭(TTA)，三重态-极化子湮灭(TPQ),和激发态分子振动驰豫所导致的非辐射衰减等，均会使得效率滚降非常严重，对于深蓝的TADF器件滚降表现更明显，因此TADF材料的进一步设计和合成，从调控激子跃迁角度改善器件效率滚降是目前OLED领域研究的热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种热致延迟荧光材料及其制备方法和应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种热致延迟荧光材料，结构通式如下列结构式：其中，L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基、取代或未取代的C5-C40的亚杂环基中的任意一种；Ar为取代或未取代的C6-C40的芳香基、取代或未取代的C5-C40的杂环基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种；所述X为O、S或PhN。需要说明的是，芳胺基是芳香烃上连接一个包含一个或多个芳香基团的含氮基团，然后芳香烃上再外接一个键。所述PhN的结构式为：作为一种优选的技术方案，所述取代或未取代的C6-C40的亚芳香基为取代或未取代的C10-C40的亚稠环芳香基；所述取代或未取代的C5-C40的亚杂环基为取代或未取代的C5-C40的亚稠环杂芳香基；所述取代或未取代的C6-C40的芳香基为取代或未取代的C10-C40的稠环芳香基；所述取代或未取代的C5-C40的杂环基为取代或未取代的C5-C40稠环杂芳香基。作为一种优选的技术方案，所述L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基中的任意一种；所述X为PhN。作为一种优选的技术方案，所述L为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基中的任意一种；所述Ar为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种。作为一种优选的技术方案，所述L为取代或未取代的以下任意一种结构：所述Ar为取代或未取代的以下任意一种结构：其中，*为连接位点。作为优选的化合物的具体例子，可以列举以下化合物。本专利技术的第二个方面提供了一种热致延迟荧光材料的制备方法，其合成路线如下：其中，L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基、取代或未取代的C5-C40的亚杂环基中的任意一种；Ar为取代或未取代的C6-C40的芳香基、取代或未取代的C5-C40的杂环基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种；所述X为O、S或PhN。所述路线具体为：(1)反应物a、含有Ar基团的溴化物、1,2-环己二胺、碘化亚铜、叔丁醇钠按照摩尔比1：1.0-1.3：0.1-0.3：0.01-0.05：2-4投料，按照所述反应物a的质量计，加入5-15倍的1,4-二氧六环，在氮气保护下，升温至80-100℃，反应8-24h，液相监测反应完成，降温停止反应，用硅胶漏斗过滤反应液，对过滤液水洗、分层和浓缩，用体积比为1:10的石油醚与乙酸乙酯打浆1-2遍，得到中间体b；(2)所述中间体b、二氯甲烷、双氧水、醋酸按照1g：5-15ml：0.25-1ml：2.5-5ml投料，升温至60-75℃，反应4-10h，液相监测所述中间体b无剩余，降温停止反应，用硅胶漏斗过滤反应液，对过滤液水洗、分层和浓缩，得到中间体c；(3)反应物d、含L的溴代硼酸衍生物、1,2-环己二胺、碘化亚铜、叔丁醇钠按照摩尔比1：1.0-1.3：0.1-0.3：0.01-0.05：2-4投料，按照所述反应物d的质量计，加入5-15倍的1,4-二氧六环，在氮气保护下，升温至80-100℃，反应8-24h，液相监测反应完成，降温停止反应，用硅胶漏斗过滤反应液，对过滤液水洗、分层和浓缩，用体积比为1:10的石油醚与乙酸乙酯打浆1-2遍，得到中间体e；(4)所述反应物c、所述反应物e、四(三苯基膦)钯、碳酸钾、甲苯按照摩尔比1：1.0-1.3：2‰-5‰：2-4投料，按照所述反应物c的质量计，加入5-15倍的甲苯，在氮气保护下，升温80-115℃，反应8-24h，液相监测反应完成，降温停止反应，水洗，分液，浓缩，用乙酸乙酯打浆1-2遍，得到目标化合物f。本专利技术第三方面提供了一种热致延迟荧光材料的应用，用于制作有机电致发光器件、有机太阳能电池和/或有机场效应晶体管。本专利技术第四方面提供了一种有机电致发光器件，由玻璃基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极依次堆叠而成，或者由玻璃基板、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、阴极和出光层依次堆叠而成，所述发光层、空穴传输层和/或出光层至少包含一种本专利技术提供的热致延迟荧光材料。本专利技术通过在供体和受体片段之间或供/受体片段上引入“苯桥”扩展其π共轭程度，扩大分离电子的距离，材料离域效应设计提高了材料在单重态条件下的辐射跃迁常数(kf)，避免非辐射跃迁，使单重态的辐射跃迁常数(kf)大于跃迁常数(kisc)，从调控激子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述热致延迟荧光材料的结构通式如下列结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述热致延迟荧光材料的结构通式如下列结构式：



其中，L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基、取代或未取代的C5-C40的亚杂环基中的任意一种；
Ar为取代或未取代的C6-C40的芳香基、取代或未取代的C5-C40的杂环基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种；
所述X为O、S或PhN。


2.根据权利要求1所述的一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述取代或未取代的C6-C40的亚芳香基为取代或未取代的C10-C40的亚稠环芳香基；
所述取代或未取代的C5-C40的亚杂环基为取代或未取代的C5-C40的亚稠环杂芳香基；
所述取代或未取代的C6-C40的芳香基为取代或未取代的C10-C40的稠环芳香基；
所述取代或未取代的C5-C40的杂环基为取代或未取代的C5-C40稠环杂芳香基。


3.根据权利要求1所述的一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基中的任意一种；
所述X为PhN。


4.根据权利要求3所述的一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述L为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基中的任意一种；
所述Ar为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种。


5.根据权利要求4所述的一种热致延迟荧光材料，其特征在于，所述L为取代或未取代的以下任意一种结构：



所述Ar为取代或未取代的以下任意一种结构：



其中，*为连接位点。


6.一种如权利要求1至5任一项所述的热致延迟荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下路线：



其中，L为取代或未取代的C6-C40的亚芳香基、取代或未取代的C5-C40的亚杂环基中的任意一种；
Ar为取代或未取代的C6-C40的芳香基、取代或未取代的C5-C40的杂环基、取代或未取代的芳胺基中的任意一种；
所述X为O、S或PhN。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆广园，庄少卿，任春婷，
申请(专利权)人：武汉尚赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42