基于二苯并杂环共轭π桥的蓝色热活性延迟荧光材料及应用制造技术

本发明专利技术属于有机电致发光材料技术领域，具体公开了一类基于二苯并杂环共轭π桥的蓝色热活性延迟荧光材料及应用。这类蓝色热活性延迟荧光材料以芳胺衍生物为给体单元，砜为受体单元，二苯并杂环为共轭π桥的新型蓝光TADF材料。二苯并杂环共轭π桥具有较大的平面刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，提高TADF材料的发光效率，并且还可获得较小的ΔE

【技术实现步骤摘要】
基于二苯并杂环共轭
π
桥的蓝色热活性延迟荧光材料及应用


[0001]本专利技术涉及一类有机热活性延迟荧光(TADF)材料，主要涉及一类以二苯并杂环刚性单元为π桥，芳胺衍生物为电子给体，二苯基砜衍生物为电子受体的蓝色有机热活性延迟荧光材料，及其在有机电致发光器件中的应用，属于有机电致发光材料


技术介绍

[0002]热活化延迟荧光材料具有100％的理论内量子效率，又不含重金属原子，被誉为第三代有机电致发光材料。自2009年日本九州大学Adachi课题组首次将热活性延迟荧光(TADF)材料运用于有机电致发光二极管(OLEDs)中，开启了TADF材料及其器件的研究热潮。
[0003]实现TADF过程的关键在于分子的最低激发单线态和最低激发三线态之间的能级差(ΔE
ST
)足够小，三线态激子受热后通过反系间窜越(RISC)上转换至单线态，单线态激子再辐射跃迁回基态而发光。为了获得具有较小的ΔE
ST
值，通常需要减少分子的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的空间重叠。为了达到这个目的，目前应用最广泛的TADF分子的设计策略是在分子中引入较强的给体单元和受体单元，构筑具有扭曲结构的给体(D)
‑
π
‑
受体(A)型分子。目前尽管TADF材料从蓝光至近红外区域均取得了重大突破，但大部分报道的TADF蓝光材料由于分子内给受体间的高度扭曲，其分子内振动强度增加大，进而其非辐射跃迁增加，降低了材料的发光效率。因此，高效蓝光TADF材料的结构
‑
性能关系仍具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0004]为了进一步平衡分子的ΔE
ST
与发光效率，获得高效稳定的蓝光TADF材料，本专利技术以芳胺衍生物为给体，二苯基砜单元为受体，以二苯并杂环单元为共轭π桥，构筑了系列新型的蓝光TADF材料。方案中二甲基吖啶单元是一类较好的给电子单元，二苯基砜是一种弱受体单元，二者结合有利于实现分子的HOMO和LUMO轨道分离，进一步减小ΔE
ST
。另一方面，给受体之间通过共轭π桥二苯并杂环连接，这增加了分子刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，获得高效率蓝光TADF材料。同时，本专利技术还系统研究了二甲基吖啶给体和二苯基砜受体的不同位置结合对材料光物理性能的影响，对于探索高效的蓝光TADF材料具有重要意义。
[0005]本专利技术的另一个目的是提供蓝光TADF材料作为有机电致发光二极管发光层材料的应用，可以获得发光性能优异的有机电致发光器件。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术合成了一类以芳胺衍生物为给体，二苯基砜为受体，二苯并杂环为共轭π桥的热活性延迟荧光材料，该热活性延迟荧光材料具有如下结构：
[0007][0008]式1.分子结构
[0009]进一步以这类基于二苯并杂环共轭π桥的TADF材料为发光层掺杂剂，通过溶液加工制备了电致发光器件，并获得了>20％的最大外量子效率。
[0010]相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益效果在于：
[0011]1、本专利技术以二苯并杂环单元为共轭π桥，构筑系列新型的蓝光TADF材料。这种二苯并杂环共轭π桥具有较大的平面刚性结构，有利于抑制分子的非辐射跃迁，提高TADF材料的发光效率；
[0012]2、这种二苯并杂环共轭π桥对分子内电荷转移的影响较少，可获得较小的ΔE
ST
值，有利于构筑高效蓝色TADF材料；
[0013]3、以这类基于二苯并杂环共轭π桥的TADF材料为发光层掺杂剂，可获得高效溶液加工型电致发光器件，其最大外量子效率高达>20％。
附图说明：
[0014]【图1】为本专利技术实施例1制得的化合物1在三氯甲烷/甲醇溶剂中析出的单晶图。
[0015]【图2】为本专利技术实施例1制得的化合物SM4、SM5和化合物1在甲苯溶液中的紫外可见光吸收以及光致发光光谱图。
[0016]【图3】为本专利技术实施例1制得的化合物SM4、SM5和化合物1在10％掺杂PMMA薄膜中的紫外可见光吸收以及光致发光光谱图。
[0017]【图4】为本专利技术实施例1制得的化合物SM4在甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、N,N
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二甲基甲酰胺，五种溶液中的光致发光光谱图。
[0018]【图5】为本专利技术实施例1制得的化合物SM5在甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、N,N
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二甲基甲酰胺，五种溶液中的光致发光光谱图。
[0019]【图6】为本专利技术实施例1制得的化合物1在甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、N,N
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二甲基甲酰胺，五种溶液中的光致发光光谱图。
[0020]【图7】为本专利技术实施例1制得的化合物SM4、SM5和化合物1在10％掺杂PMMA薄膜中的延迟寿命曲线图。
[0021]【图8】为本专利技术实施例1制得的化合物SM4的电致发光光谱图。
[0022]【图9】为本专利技术实施例1制得的化合物SM5的电致发光光谱图。
[0023]【图10】为本专利技术实施例1制得的化合物1的电致发光光谱图。
具体实施方式
[0024]以下具体实施案例旨在对本专利技术进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本专利技术的保护范围。
[0025]实施例1
[0026]以式I为例，基于二苯并杂环共轭π桥的TADF蓝光材料合成方案如下：
[0027][0028]化合物SM1的合成
[0029]于200mL单口瓶中依次加入苯硫酚(1.53g，13.8mmol)、1
‑
溴
‑2‑
氟
‑4‑
碘苯(5g，16.6mmol)、碘化亚铜(0.53g，2.8mmol)、邻菲罗啉(0.5g，2.8mmol)、叔丁醇钠(6.7g，69.2mmol)、100mL分析纯的甲苯，混合物在氮气保护下加热至120℃回流反应24小时。冷却至室温，减压旋蒸除去甲苯，二氯甲烷萃取(3
×
50mL)，水洗三次，无水硫酸镁干燥，过滤，收集滤液，旋干溶剂，以石油醚为洗脱剂经柱层析分离得到3.5g无色油状液体，产率89.5％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.93(d,J＝7.0Hz,2H),7.81(d,J＝8.6Hz,2H),7.67
–
7.51(m,4H).
[0030]于200mL单口瓶中加入上述油状液体(3.5g，12.4mmol)和25mL冰醋酸，搅拌下滴加15mL的过氧化氢，加热至100℃回流反应24小时。冷却至室温，将混合物倒入50mL水中，析出白色固体，过滤，收集固体，烘干，用乙醇重结晶，得到目标化合物3.8g，为白色固体，产率97.5％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.98
–
7.91(m,2H),7.75
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7.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类蓝色热活性延迟荧光材料，其特征在于，所述荧光材料以芳胺衍生物为电子给体，砜为电子受体，二苯并杂环为共轭π桥，其结构为式I～式VI：2.根据权利要求1所述的蓝色热活性延迟荧光材料的应用，其特征在于，将蓝色热活性延迟荧光材料作为有机发光二极管的发光层。3.根据权利要求2所述的蓝色热活性延迟荧光材料的应用，其特征在于，所述蓝色热活性延迟荧光材料用于制备溶液加工型电致发光器件。4.根据权利要求3所述的蓝色热活性延迟荧光材料的应用，其特征在于，所述电致发光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚飞，朱媛媛，朱卫国，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：