CN112142720B - 基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子及其制备方法和应用，该分子具有式(1)所示的结构。该深蓝光分子采用σ键将苯并稠环与二氢吖啶结合在一起，可以进一步调控分子的S1、T1、空穴和电子迁移率与稳定性，使得深蓝光分子最终可以实现高效的TADF发光。另外，二氢吖啶上通过σ键引入特定的片段进行修饰，可以使深蓝分子实现在蓝光和深蓝光区域的发光，同时让深蓝分子拥有良好的热稳定性和平衡的电子/空穴迁移率。本发明还公开了一种含有深蓝光分子的有机电致发光器件，该深蓝光分子作为发光材料应用于有机电致发光(OLED)器件中。

Description

基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及显示技术领域，涉及一种基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子及其制备方法和应用。
背景技术
有机发光二极管(OLED)器件(以下简称“OLED”器件)拥有自发光，高对比度，广色域，广视角，快速响应等一系列的优点。1963年Pope等人率先发现了有机化合物电致发光现象[J Chem Phys,38:2042]，1987年C.W.Tang等人首先发明了OLED器件，并实现了低电压，高亮度发光[Appl Phys Lett,1987,51:913]。
目前的OLED器件一般包含互相对立的阴阳极和夹在两个电极之间的一种或一种以上的有机层。电子与空穴分别由阴和阳极注入有机层，最终在有机发光层中复合并使有机材料产生光发射。
对于OLED器件，有机发光层材料起到至关重要的作用。目前，应用于发光层的传统荧光材料由于受到自身激子利用率的限制内量子效率很难突破25％，磷光发光材料可以有效的利用三线态激子，可以使内量子效率达到100％[Nature,1998,395:151]。但相比于荧光材料，由于重金属原子(Ir，Pt，Au等)的存在，材料存在成本高、环境危害大等问题。热激活延迟荧光(TADF)材料拥有传统荧光材料相似的分子结构，材料制备简单，环境友好且价格低廉，同时由于对三线态激子的有效利用，延迟荧光材料可以获得100％的内量子效率，实现媲美磷光材料的高效发光[Nature,2012,492:234]。鉴于TADF材料的优势，TADF材料迅速成为科研机构和公司研发的重点，特别在实现蓝光方面，TADF材料兼有荧光和磷光材料优势的特点，很有希望解决目前OLED蓝光发光效率低、寿命短的缺陷，整体提升OLED的技术水平。但在解决TADF蓝光材料的过程总共仍然有许多亟待攻克的难题。由于蓝光的波长短，能量高，要求蓝光TADF分子的单线态和三线态能量较高，同时单/三线态的能量差(ΔEST)要足够小，这就要求在分子的构建单元选择上必须选取三线态能量高，同时ΔEST小的构建单元。同时，要使分子实现晓得ΔEST，需要分子的HOMO-LUMO进行有效的分离，在分子设计上往往需要选用给提单元(D)-受体单元(A)结合的方式来构建分子，这种方式会进一步拉低分子的单(S1)/三线态能量(T1)，选用合适的构建单元和巧妙的D-A连接方式，成为设计高效蓝光TADF材料的关键。除此之外，为了实现深蓝的发光，必需减弱分子内的有效共轭长度，因此目前的TADF蓝光分子的分子量一般都较小，从而导致材料的热稳定性较差，造成高亮度下的效率滚降和器件稳定性较差。
目前常用的蓝光TADF材料的D单元多选用咔唑片段，这是因为其具有较高的T1，相比咔唑片段二氢,-二甲基吖啶片段拥有相似的T1，同时ΔEST较咔唑更小，是理想的蓝光TADF材料构建单元，通过进一步对该片段的巧妙修饰，改性，基于片段和巧妙连接方式的TADF材料可以预期获得更加优异的蓝光发光性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子及其制备方法和应用，旨在提高深蓝光OLED器件的性能。
本发明所采用的技术方案：
一种基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子，具体为一类包含二氢吖啶衍生物的化合物，所述化合物具有如(1)所示的结构式：
Figure GDA0003891069320000021
R1-R4分别独立选自氢，重氢，卤素，氰基，C1-C30取代或为、未取代的烷基，C2-C30取代或未取代的烯基，C2-C30取代或未取代的炔基，C3-C30取代或未取代的环烷基，C6-C60取代或未取代的芳基，C3-C30取代或未取代的杂环芳基，C1-C30取代或未取代的烷氧基，C1-C30取代或未取代的硅烷基；
Ar1分别独立选自氢，重氢，卤素，氰基，C1-C30取代或为、未取代的烷基，C2-C30取代或未取代的烯基，C2-C30取代或未取代的炔基，C3-C30取代或未取代的环烷基，C3-C60取代或未取代的芳基，C3-C60取代或未取代的杂环芳基，C1-C30取代或未取代的烷氧基，C1-C30取代或未取代的硅烷基；
T表示为-O-，-S-，-C(R5)(R6)-，-N(R7)-，其中T为C或N时可直接与二氢吖啶相连；
R5-R7分别独立选自氢，重氢，卤素，氰基，C1-C30取代或为、未取代的烷基，C2-C30取代或未取代的烯基，C2-C30取代或未取代的炔基，C3-C30取代或未取代的环烷基，C6-C60取代或未取代的芳基，C3-C30取代或未取代的杂环芳基，C1-C30取代或未取代的烷氧基，C1-C30取代或未取代的硅烷基。
含二氢吖啶和苯并稠环的结构通式包含且不限于如下化合物：
Figure GDA0003891069320000031
基于上述通式的化合物，上述化合物作为发光材料应用到OLED器件中。
本发明还提供了一种含有所述有机电致发光化合物的有机电致发光器件，所述化合物作为发光层材料应用于OLED器件中。
此外，发光层材料包括主体材料和客体发光染料，所述客体发光材料为上述化合物。
本发明与现有技术相比具有以下显著优点：1、本发明公开的化合物拥有更高的电致发光效率，拥有更好的色纯度，即深蓝光发光特性，本发明公开的化合物拥有更好的热稳定性，材料玻璃态转化温度大于180℃；2、本发明合成的化合物制得的高效且稳定的蓝光TADF材料对目前OLED领域具有重要的意义，有望取代目前发光效率的OLED的蓝光荧光材料，补强OLED显示领域中蓝光的发光短板，具有良好的产业化前景。
附图说明
图1是本发明的有机电致发光器件的各层组分示意图。
图2是本发明实施例中有机电致发光器件的结构示意图。
1、阴极；2、电子注入层；3、电子传输层；4、发光层；5、空穴传输层；6、空穴注入层、7、阳极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详述：
下面将给出若干实施例，具体解释本发明的技术方案。应当注意到，下面的实施例仅用于帮助理解发明，而不是对本发明的限制。
本发明的合成路径如下：
Figure GDA0003891069320000041
Figure GDA0003891069320000051
实施例1合成化合物C-1
Figure GDA0003891069320000052
Figure GDA0003891069320000061
化合物1-2合成：
首先称取二苯并呋喃18.5g(3equiv)，无水四氢呋喃130mL，加入到500mL三口瓶内并利用红液温度计测量内温，用隔膜泵置换氮气五次，待内温降低至-78℃时，缓慢滴入正丁基锂(3.1equiv)，待滴加完全恢复到室温并搅拌四个小时，再次降温至-78℃时，缓慢滴加无水的1-1(10g)的四氢呋喃溶液，自然恢复至室温反应过夜，产率为78％。
化合物1-3合成：
首先称取10g化合物1-2，二氯甲烷60mL加入到250mL双口瓶中，用隔膜泵置换氮气三次，然后缓慢滴加三氟甲磺酸或三氟化硼乙醚溶液(5equiv)，室温下过夜反应产率为85％。
化合物C-1合成：
首先称取5g化合物1-3，N,N-二甲基甲酰胺50mL加入到250mL双口瓶中，然后缓慢加入氢化钠(2equiv)，室温下搅拌30分钟，过程中通入氮气，然后加入4,4'-二氟二苯砜溶液(0.5equiv，溶于50mL N,N-二甲基甲酰胺中)50℃反应2小时，产率为80％。
元素分析：(C74H48N2O4S)理论值：C,83.75；H,4.56；N,2.64；O,6.03；实测值：C,83.81；H,4.51；N,2.63；O,6.07，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1061.33；实测值：1061.70。
实施例2
合成化合物C-2
Figure GDA0003891069320000062
Figure GDA0003891069320000071
化合物2-2合成：
首先称取3-溴N-苯基咔唑(2-1)56.8g(3equiv)，无水四氢呋喃350mL，加入到1L三口瓶内并利用红液温度计测量内温，用隔膜泵置换氮气五次，放入有干冰的乙醇中，待内温降低至-65℃时，缓慢滴入正丁基锂(3.1equiv)，保持低温搅拌4h，然后缓慢滴加无水化合物1-1(10g)的四氢呋喃溶液，自然恢复至室温反应过夜，产率为78％。
化合物2-3合成：
首先称取10g化合物2-1，二氯甲烷60mL加入到250mL双口瓶中，用隔膜泵置换氮气三次，然后缓慢滴加三氟化硼乙醚溶液(5equiv)，室温下过夜反应产率为85％。
化合物C-2合成：
首先称取5g化合物1-3，N,N-二甲基甲酰胺50mL加入到250mL双口瓶中，然后缓慢加入氢化钠(2equiv)，室温下搅拌30分钟，过程中通入氮气，然后加入4,4'-二氟二苯砜溶液(0.5equiv，溶于50mL N,N-二甲基甲酰胺中)50℃反应2小时，产率为83％。
元素分析：(C86H58N4O2S)理论值：C,85.26；H,4.83；N,4.62；O,2.64；S,2.65；实测值：C,85.23；H,4.81；N,4.67；O,2.61；S,2.68，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1211.43；实测值：1211.41。
实施例3
合成化合物C-3
Figure GDA0003891069320000072
Figure GDA0003891069320000081
化合物C-3的具体合成步骤和操作和化合物C-1相同，区别仅在于以化合物3-1替代实施例1中的二苯并呋喃，化合物C-3：元素分析：(C74H48N2O2S3)理论值：C,81.29；H,4.43；N,2.56；O,2.93；S,8.80；实测值：C,81.33；H,4.40；N,2.58；O,2.92；S,8.83，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1093.28；实测值：1093.27。
实施例4
合成化合物C-4
Figure GDA0003891069320000082
化合物C-4的具体合成步骤和操作和化合物C-1相同，区别仅在于以化合物4-1替代实施例1中的二苯并呋喃，化合物C-4：元素分析：(C82H52N2O4S)理论值：C,84.80；H,4.51；N,2.41；O,5.51；S,2.76；实测值：C,84.77；H,4.50；N,2.43；O,5.53；S,2.74，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1161.36；实测值：1161.37。
实施例5
合成化合物C-5
Figure GDA0003891069320000091
化合物C-5的具体合成步骤和操作和化合物C-2相同，区别仅在于以化合物5-1替代实施例2中的化合物2-1，化合物C-5：元素分析：(C80H60N2O2S)理论值：C,86.30；H,5.43；N,2.52；O,2.87；S,2.88；实测值：C,86.27；H,5.45；N,2.55；O,2.85；S,2.87，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1113.44；实测值：1113.43。
实施例6
合成化合物C-6
Figure GDA0003891069320000092
化合物C-6的具体合成步骤和操作和化合物C-2相同，区别仅在于以化合物6-1替代实施例2中的化合物2-1，化合物C-6：元素分析：(C74H48N2O4S)理论值：C,83.75；H,4.56；N,2.64；O,6.03；S,3.02；实测值：C,83.73；H,4.54；N,2.67；O,6.04；S,3.01，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1061.33；实测值：1061.33。
实施例7
合成化合物C-7
Figure GDA0003891069320000101
化合物C-7的具体合成步骤和操作和化合物C-2相同，区别仅在于以化合物7-1替代实施例2中的化合物2-1，化合物C-6：元素分析：(C74H48N2O2S3)理论值：C,81.29；H,4.43；N,2.56；O,2.93；S,8.80；实测值：C,81.28；H,4.41；N,2.58；O,2.94；S,8.79，HRMS(ESI)m/z(M)+：理论值：1092.28；实测值：1092.26。
实施例8
合成化合物C-8
Figure GDA0003891069320000111
化合物C-8的具体合成步骤和操作和化合物C-2相同，区别仅在于以化合物8-1替代实施例2中的化合物2-1，化合物C-8：元素分析：(C80H60N2O2S)理论值：C,86.30；H,5.43；N,2.52；O,2.87；S,2.88；实测值：C,86.27；H,5.44；N,2.54；O,2.87；S,2.89，HRMS(ESI)m/z(M+1)+：理论值：1113.44；实测值：1113.43。
实施例9
合成化合物C-9
Figure GDA0003891069320000112
化合物C-9的具体合成步骤和操作和化合物C-1相同，区别仅在于以化合物9-1替代实施例1中的化合物1-1，化合物C-9：元素分析：(C82H52N2O4S)理论值：C,84.80；H,4.51；N,2.41；O,5.51；S,2.76；实测值：C,84.79；H,4.51；N,2.43；O,5.52；S,2.74，HRMS(ESI)m/z(M)+：理论值：1160.36；实测值：1160.37。
实施例10
合成化合物C-10
Figure GDA0003891069320000121
化合物C-10的具体合成步骤和操作和化合物C-1相同，区别仅在于以化合物10-1替代实施例1中的化合物1-1，化合物C-10：元素分析：(C76H52N2O4S)理论值：C,83.80；H,4.81；N,2.57；O,5.87；S,2.94；实测值：C,83.78；H,4.80；N,2.59；O,5.88；S,2.93，HRMS(ESI)m/z(M)+：理论值：1088.36；实测值：1088.37。
实施例11
合成化合物C-11
Figure GDA0003891069320000131
化合物C-11的具体合成步骤和操作和化合物C-2相同，区别仅在于以化合物11-1替代实施例2中的化合物2-1，化合物C-11：元素分析：(C74H48N2O4S)理论值：C,83.75；H,4.56；N,2.64；O,6.03；S,3.02；实测值：C,83.74；H,4.57；N,2.66；O,6.01；S,3.03，HRMS(ESI)m/z(M)+：理论值：1060.33；实测值：1060.35。
器件测试：
有机电致发光器件如图1-2所示，采用的结构为：
ITO/空穴注入层(HIL：PEDOT:PSS)/传输层(HTL：PVK)/有机发光层(EML：BH(CzSi)+BD)/电子传输层(HB：TSPO1+ETL：TPBi)/电子注入层(EIL:LiF)/阴极(Al)
器件实施例1(对比例)：
基板清理：
将涂布了ITO透明电机基板在商用清洗剂中超声处理，在去离子水中冲洗，在丙酮：乙醇混合溶剂(体积比1：1)中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全除去水份，然后用紫外光和臭氧清洗。
有机层制备：
将ITO透明基板转移至手套箱中，依次旋涂45nm HIL层，15nm HTL层，40nm EML层，蒸镀5nm HB层，50nm ETL层，1nm EIL层和100nm铝作为阴极，其中EML层有BH和BD两种材料以90:10的比例组成。
器件实施例2
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-1。
器件实施例3
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-2。
器件实施例4
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-3。
器件实施例5
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-4。
器件实施例6
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-5。
器件实施例7
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-6。
器件实施例8
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-7。
器件实施例9
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-8。
器件实施例10
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-9。
器件实施例11
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-10。
器件实施例12
本实施例与器件实施例1的不同之处在于：电致发光器件的BD材料替换为本发明化合物C-11。
测试例1
1、测定玻璃态转变温度
使用差示扫描量热仪(DSC)对本专利材料进行玻璃态转变温度进行测试，测试范围室温至400℃，升温速率10℃/min，氮气氛围下。
2、分别在298K以及77K温度下测定稠合杂环化合物的甲苯溶液(物质的量浓度：10-5mol/L)的荧光以及磷光光谱，并根据计算公式E＝1240/λ计算出相应的单线态(S1)以及三线态(T1)能级，进而得到稠合杂环化合物的单线态-三线态能级差。
结果见表1。
测试例2
器件的电流、电压、亮度、发光光谱等特性采用PR 650光谱扫描亮度计和KeithleyK 2400数字源表系统同步测试。对实施例2-12和对比例1中的所提供的有机电致发光器件进行测试，结果见表2。
表1测试表征数据
Figure GDA0003891069320000151
从上述测试发现，基于本发明的材料拥有高的玻璃态转化温度，可以保证材料在器件中保持优异的热稳定性，同时该类化合物拥有很小的ΔEST，可以保证高效的三线态到单线态的反系间穿越，进而实现高效的发光。
表2器件实施例对应性能表
Figure GDA0003891069320000161
从上述器件实施例的性能可以看出，实施例与对比例相比，采用本发明的发光材料，OLED表现出优异的发光特性，可以实现高效的有机电致发光(EQE>10％)，同时表现出了良好的发光色纯度和深蓝光发光特性。基于本发明的化合物实现了分子HOMO-LUMO的有效分离，分子拥有很小的ΔEST，表现出TADF的发光现象。在分子设计中，采用σ键将苯并稠环(如：二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、芴)与二氢吖啶结合在一起，可以进一步调控分子的S1、T1、空穴和电子迁移率、稳定性，分子最终可以实现高效的TADF发光。二氢吖啶上通过σ键引入特定的片段进行修饰，可以使分子实现在蓝光和深蓝光区域的发光，同时让分子拥有良好的热稳定性和平衡的电子/空穴迁移率。
在本发明中，深蓝光分子有效实现了分子HOMO-LUMO的有效分离，分子拥有很小的ΔEST，表现出TADF的发光现象。在分子设计中，采用σ键将苯并稠环(如：二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、芴)与二氢吖啶结合在一起，可以进一步调控分子的S1、T1、空穴和电子迁移率与稳定性，分子最终可以实现高效的TADF发光。二氢吖啶上通过σ键引入特定的片段进行修饰，可以使分子实现在蓝光和深蓝光区域的发光，同时让分子拥有良好的热稳定性和平衡的电子/空穴迁移率。这些高效且稳定的蓝光TADF材料对目前OLED领域具有重要的意义，有望取代目前发光效率不理想的蓝光荧光材料，补强OLED显示领域中蓝光的发光短板，具有良好的产业化前景。

Claims (4)

1.一种基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子，其特征在于，所述的热激活延迟荧光机制的深蓝光分子选自：
Figure FDA0003898467060000011
2.一种基于权利要求1所述的基于热激活延迟荧光机制的深蓝光分子作为功能材料应用到有机电致发光器件中。
3.一种有机电致发光器件，其特征在于，该有机电致发光器件的发光层内包含权利要求1所述的深蓝光分子。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，发光层材料包括主体材料和客体发光材料，所述客体发光材料为权利要求1所述的深蓝光分子。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104271701A (zh) * 2012-04-25 2015-01-07 国立大学法人九州大学 发光材料和有机发光元件
CN105647515A (zh) * 2016-01-22 2016-06-08 华南理工大学 一种树枝状热活化延迟荧光材料及其合成方法
US20180205019A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-19 Samsung Display Co., Ltd. Organic electroluminescence device
CN108530357A (zh) * 2017-03-03 2018-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 吖啶类d-a型热活化延迟荧光材料、其制备方法及应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104271701A (zh) * 2012-04-25 2015-01-07 国立大学法人九州大学 发光材料和有机发光元件
CN105647515A (zh) * 2016-01-22 2016-06-08 华南理工大学 一种树枝状热活化延迟荧光材料及其合成方法
US20180205019A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-19 Samsung Display Co., Ltd. Organic electroluminescence device
CN108530357A (zh) * 2017-03-03 2018-09-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 吖啶类d-a型热活化延迟荧光材料、其制备方法及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Multi-carbazole encapsulation as a simple strategy forthe construction of solution-processed, non-doped thermally activated delayed fluorescence emitters;Luo, Jiajia等;《Journal of Materials Chemistry C: Materials for Optical and Electronic Devices》;20161231;第4卷(第13期);第2442-2446页 *

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