基于吡唑并[2,3-F][1,10]菲啰啉-2,3-二腈的有机电致发光材料及应用制造技术

本发明专利技术属于有机光电材料技术领域，公开了一类基于吡唑并[2,3

【技术实现步骤摘要】
基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料及应用


[0001]本专利技术属于有机光电材料
，特别涉及一类基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10] 菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料及其在制备OLED中的应用。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件又称有机发光二极管(OLED)，是指有机半导体和发光材料在电场驱动下，载流子从两极注入并在发光层复合导致发光，是一类基于有机发光材料、将电能转换为光能的器件。使用传统荧光材料制备的OLED器件，其激子利用率仅能达到25％，剩余75％的三线态激子会以非辐射衰减形式回到基态而不发光，故其器件效率很低；基于磷光材料的OLED能够实现100％的激子利用率，但其含有贵金属、稳定性差、制备成本高等缺点限制了其在电致发光器件中的实际应用。2012年，九州大学Adachi教授课题组所研发的第三代有机发光材料
–
纯有机热激活延迟荧光(TADF)材料，这类材料同样能充分利用电激发产生的单线态和三线态激子，实现100％的激子利用率，同时也能实现很高的器件效率，但现有的纯有机深红光至近红外的TADF材料种类单一，同时这些TADF材料还受到能隙定律的影响，导致其固态发光效率不高。
[0003]根据公式η
ext
＝η
int
η
p
＝γη
r
η
>PL
η
p
,OLED器件的外部量子效率η
ext
取决于载流子传输平衡效率γ，激子的光子转化率η
r
，荧光量子效率η
PL
和光输出耦合常数η
p
。自TADF机制被提出以来，材料的三线态激子得到充分利用，对于η
r
具有本质性的提升。然而，由于能隙定律，相比TADF蓝绿光OLED器件，使用红光/近红外TADF材料制备的η
PL
和η
p
仍有待提升。
[0004]因此，如何提供一种固态发光效率高、高电激发激子利用率的有机电致发光材料是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一类基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，该材料同时具有热激活延迟荧光(TADF)和近红外发射的特性。
[0006]本专利技术另一目的在于提供上述基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料在有机电致发光领域中的应用。
[0007]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0008]一类基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，具有如下所示结构：
[0009][0010]其中，Ar分别选自下述式a～x所示结构中的其中一种：
[0011][0012]优选的，上述基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料结构式如下：
[0013][0014]上述基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料在制备 OLED中的应用。
[0015]本专利技术的技术原理是以吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈为核心，在两边接上相同的给电子基团，电子给体苯环上的氢原子与电子受体上电负性强的氮原子形成氢键，使分子更加平面化，进一步增强辐射速率，在分散态及聚集态下均实现强烈的发光。此外，得益于精确调控的给电子(D)
–
吸电子(A)分子结构，实现了最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)有效分离，使分子具有较小的单线态
–
三线态能级差(ΔE
ST
)，通过反向系间窜越(RISC) 过程实现三线态激子的充分利用，从而在理论上获得100％的内部量子效率 (IQE)，所得材料能够同时具有高荧光量子效率和TADF特性；因此本专利技术材料具有高效固态
发光、高电激发激子利用率的特征。基于此类材料可制备出高效率、低效率滚降的非掺杂有机电致发光器件，在有机电致发光领域具有广泛的应用前景，有望在平板显示和生物成像等领域广泛应用。
[0016]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0017](1)本专利技术合成得到了新的基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，这类材料同时具有近红外发射和TADF的特性。
[0018](2)本专利技术的基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料合成方法简单、原料易得、产率较高，得到的材料结构稳定，存放简单。
[0019](3)本专利技术的基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，电致发光性能优异，可以广泛应用于有机电致发光等领域。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为基于实施例3所得基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料的表征结果，(a)为该有机电致发光材料制备得到的非掺杂OLED 器件的电致发光光谱；(b)为该有机电致发光材料制备得到的非掺杂OLED器件的L
–
V
–
J曲线图；(c)为该有机电致发光材料制备得到的非掺杂OLED器件的效率随亮度变化的曲线图。
[0022]图2为基于实施例3所得基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料的表征结果，(a)为该有机电致发光材料制备得到的掺杂OLED器件的电致发光光谱；(b)为该有机电致发光材料制备得到的掺杂OLED器件的 L
–
V<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，其特征在于，具有如下所示结构：其中，Ar选自下述式a～x所示结构中的一种：2.根据权利要求1所述的基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3
‑
二腈的有机电致发光材料，其特征在于，所述的基于吡唑并[2,3
‑
F][1,10]菲啰啉
‑
2,3

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，赵祖金，蔡哲毅，吴星，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：