一种绿色热激活延迟荧光材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有非掺杂性质的绿色热激活延迟荧光材料及其制备方法，为3,5

【技术实现步骤摘要】
一种绿色热激活延迟荧光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机电致发光材料领域，尤其涉及一种可工业化、性能好的热激活延迟荧光材料及其电致发光器件。

技术介绍

[0002]有机发光二极管（OLED）由于其在光源、柔性平板显示中有巨大的应用而广受关注。基于常规荧光材料的第一代发光器件OLED显示内部量子效率（IQE）高达25%，外部量子效率（EQE）为5-7.5%，这是因为发射材料只能获得单重态激子。含有贵金属原子的第二代磷光材料可以有效的利用单线态和三线态激子来通过自旋-轨道耦合，其IQE可达100%；然而，考虑到铱（Ir）和铂（Pt）稀少且昂贵，它们在有机发光材料领域中的应用受到很大的限制。近些年新兴的第三代发光材料-热活化延迟荧光（TADF）材料不含金属，且TADF材料可以通过将三线态激子通过从最低三重激发态（T1）通过逆系间穿越到单重激发态（S1）上，转化成光子而使IQE也可达到100%，是磷光发光材料极具潜力和前景广阔的替代品，因而在过去几年，在有机电致发光领域引起了极大的关注。
[0003]对于绝大多数TADF材料，都会遭受很严重的聚集浓度淬灭（ACQ）现象，在制备OLED器件时都是作为客体材料低浓度掺杂在主体材料中，目前，在高浓度掺杂，甚至非掺杂的高效TADF材料非常罕见，因此，若能设计合成出一种不会遭受浓度淬灭的TADF材料，同时实现高效率非掺杂电致发光器件，将会又巨大的应用前景和经济价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种高效绿色热激活延迟荧光材料及其制备方法，热激活延迟荧光材料的化学名称为3,5-二（9H-咔唑-9-基）-2,4,6-三（3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9
ꢀ-
基）苯腈，用以解决热激活延迟荧光材料浓度淬灭现象严重、非掺杂电致发光器件效率低的难题；同时解决现有TADF材料合成制备步骤多，原料昂贵，合成及纯化工艺复杂，产率不高，难于大规模量产的问题；尤其是，该热激活延迟荧光材料的高浓度掺杂发光层制备的OLED，实现其EQE超过20%，并且低效率滚降的目标。
[0005]本专利技术热激活延迟荧光材料为3,5-二（9H-咔唑-9-基）-2,4,6-三（3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9
ꢀ-
基）苯腈，其化学式为：C
91
H
88
N6，其化学结构式如下：
。
[0006]上述热激活延迟荧光材料的制备方法包括以下步骤：以2,3,4,5,6-五氟苯腈、3,6-二叔丁基-9H-咔唑和9H-咔唑为原料，连续一锅法反应制备得到所述绿色热激活延迟荧光材料；反应可参考如下：反应完毕后，反应液倒入水中，然后再抽滤得大量固体，产物采用柱层析（石油醚/二氯甲烷，体积比为4：1）的方法进行分离提纯，得到所述热激活延迟荧光材料。
[0007]本专利技术公开了上述热激活延迟荧光材料在制备有机电致发光器件中的应用。所述有机电致发光器件的发光层包括上述热激活延迟荧光材料，所述热激活延迟荧光材料作为客体材料掺杂主体材料作为发光层，或者直接作为发光层；进一步的，所述热激活延迟荧光材料的掺杂浓度为10～100wt%。
[0008]本专利技术公开的基于上述热激活延迟荧光材料的有机电致发光器件为，氧化铟锡（ITO）用作阳极、双吡嗪并[2,3-f：2'，3'-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-己腈（HATCN）用作空穴注入层（HIL）、4,4'-（环己烷-1,1-二基）双（N，N-二-对甲苯基苯胺）（TAPC）用作空穴传输层（HTL）、1,3-双（9H-咔唑-9-基）苯(mCP)用作电子/激子阻挡层（EBL）、所述热激活延迟荧光材料作客体材料掺杂1,3-双（9H-咔唑-9-基）苯(mCP)主体材料共同用作发光层（EML）、4,6-双（3,5-二（吡啶-3-基）苯基）-2-甲基嘧啶(TMPYPB)用作电子传输层（ETL）、氟化锂（LiF）用作电子注入层（EIL）、铝（Al）用作阴极；进一步的，有机电致发光器件各层规格为：ITO/HATCN（10 nm）/TAPC（60 nm）/mCP（10 nm）/mCP∶TADF材料（X wt%）（30 nm）/TMPYPB（45 nm）/LiF（1 nm）/Al（100 nm）。
[0009]本专利技术提供一种新型热激活延迟荧光材料的合成制备方法；以及基于所述热激活延迟荧光材料的OLED，实现其EQE超过20%，低效率滚降的目标；用以解决热激活延迟荧光材料浓度淬灭现象严重、非掺杂电致发光器件效率低的难题；同时解决现有TADF材料合成制备步骤多，原料昂贵，合成及纯化工艺复杂，产率不高，难于大规模量产的问题。
[0010]对于本专利技术所述的基于热激活延迟荧光材料所形成的有机电致发光器件的制备方法以及其他原料没有特殊的限制。利用本专利技术所形成的有机薄膜具有高表面光滑性、化学物理性质稳定高发光效率和低浓度淬灭性质，所形成的有机电致发光器件性能优异。
[0011]本专利技术有益效果如下：1.本专利技术提供的3,5-二（9H-咔唑-9-基）-2,4,6-三（3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9
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基）苯腈热激活延迟荧光材料具有扭曲的内电荷转移（TICT）的特点，具有热激活延迟荧光性质（TADF），100%的高荧光量子产率（PLQY），热稳定性好，以及在纯膜状态下没有聚集浓度淬灭（ACQ）效应等优点。
[0012]2. 基于本专利技术提供的热激活延迟荧光材料的OLED器件，具有低驱动电压，高发光亮度，高发光稳定性的优点，且掺杂器件的外量子效率EQE高达26.8%，非掺杂器件的外量子效率EQE高达21.8%，超厚非掺杂器件（80 nm发光层）的外量子效率EQE高达21.0%，此外，这些器件的效率滚降都非常小。
[0013]3. 本专利技术提供的热激活延迟荧光材料合成制备步骤少，原材料廉价易得，合成及纯化工艺简单，产率高，可大规模合成制备。基于其的有机电致发光器件在照明和平板显示等领域具有巨大的应用前景和经济价值。
附图说明
[0014]图1是实施例1制备所得的化合物A的核磁氢谱；图2是实施例1制备所得的化合物A的核磁碳谱；图3是实施例1制备所得的化合物A的质谱；图4是实施例器件的效率图；图5是化合物A的非掺杂器件的效率图；图6是化合物B的非掺杂器件的效率图。
具体实施方式
[0015]本专利技术涉及的原料都为常规市售产品，具体操作方法以及测试方法为本领域常规方法；尤其基于本专利技术热激活延迟荧光材料的有机电致发光器件的具体制备过程以及各层材料为现有技术，比如真空蒸镀，真空度≤2
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10-4 Pa，功能层沉积速率为2
ꢀÅ
/s，主体材料的沉积速率为1
ꢀÅ
/s，LiF层沉积速率为0.1
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/s，Al的沉积速率8
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/s。本专利技术的创造性在于提供新的具有非掺杂性质的热激活延迟荧光材料，掺杂主体材料或者非掺杂单独作为有机电致发光器件的发光层。
[0016]为了进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色热激活延迟荧光材料，其特征在于：所述绿色热激活延迟荧光材料的化学结构式如下：。2.权利要求1所述绿色热激活延迟荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以2,3,4,5,6-五氟苯腈、3,6-二叔丁基-9H-咔唑和9H-咔唑为原料，反应制备得到所述绿色热激活延迟荧光材料2,4,6-三（3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基）-3,5-二氟苯腈。3.根据权利要求2所述绿色热激活延迟荧光材料的制备方法，其特征在于，反应为连续一锅法反应。4.根据权利要求2所述绿色热激活延迟荧光材料的制备方法，其特征在于，2,3,4,5,6-五氟苯腈、3,6-二叔丁基-9H-咔唑和9H-咔唑的摩尔比为1∶3～3.5∶2～2.5。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建新，谢凤鸣，李艳青，周经雄，曾馨逸，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：