高效率的热激活延迟荧光主体材料及其制备方法和应用

本发明属于有机光电材料，具体涉及高效率的热激活延迟荧光主体材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、自1987年tang和美国vanslyke发现有机电致发光二极管(oled)以来，由于其具有自发光、全彩显示、低电压驱动、低功耗和快速响应等优点，成为照明和显示领域的热门研究课题。oled的电致发光源于发光层中电极注入的电子和空穴通过复合形成的激子辐射衰减。根据自旋统计规则，电子-空穴复合在电激励下产生的单重态和三重态激子的比例为1:3。为了充分利用单重态和三重态激子实现100％的内部量子效率(iqe)，研究人员做了大量工作。具有热激活延迟荧光(tadf)机制的材料显示出巨大的潜力，它们能够通过反向系统间交叉有效地利用三重态激子以实现理论上的100％iqe。经过这些年的发展，tadf材料的研究如火如荼，研究者们已经开发出了大量的tadf发光材料，但是对tadf主体材料的开发相对较少，目前大多数oled器件采用的主体材料仍为传统主体材料，如cbp，因此设计开发高效率的tadf主体材料具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提出了高效率的热激活延迟荧光主体材料及其制备方法和应用，有助于提升oled器件效率。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、高效率的热激活延迟荧光主体材料，其特征在于，具有如式(1)所示的结构：

4、

5、高效率的热激活延迟荧光主体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6、步骤1：将3-溴苄脒盐酸盐、苯甲醛和氢氧化钾按照1：0.5：(1～2)的摩尔比，在氮气保护下加入无水乙醇中，得到苯甲醛的浓度为0.06～0.07mmol/ml的混合溶液a，升温至70℃反应8～10h，得到混合物a，冷却至室温后，倒入冰水中析出沉淀物，经过滤得到粗品a；然后使用体积比为1:1的二氯甲烷和石油醚的混合溶液作为洗脱液，通过硅胶柱层析法纯化粗品a，经重结晶、抽滤和烘干后，得到中间体材料；

7、步骤2：将中间体材料、5,7-二氢-7,7-二甲基茚并[2,1-b]咔唑、碘化亚铜、1,10-菲罗啉和碳酸钾按照1：1：(2～2.5)：(1～2)：(3～4)的摩尔比，在氮气保护下加入脱水二甲基甲酰胺中，得到中间体材料的浓度为0.05mmol/ml的混合溶液b，升温至130℃反应10～12h，得到混合物b，冷却至室温后，用饱和氯化钠水溶液和二氯甲烷萃取混合物b；然后去除二氯甲烷和甲苯，并使用体积比为1:6的二氯甲烷和石油醚的混合溶液作为洗脱液，通过硅胶柱层析法纯化混合物b，经重结晶、抽滤和烘干后，得到高效率的热激活延迟荧光主体材料。

8、一种含有高效率的热激活延迟荧光主体材料的有机电致发光器件，包括自下而上依次设置的基底、阳极电极、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极；其特征在于，所述发光层为由高效率的热激活延迟荧光主体材料和客体发光材料混合而成的混合薄膜，发光层中高效率的热激活延迟荧光主体材料的质量占比为90～99％。

9、进一步地，所述阳极电极为ito；空穴传输层为tapc；电子阻挡层为tcta；电子传输层为tmpypb；电子注入层为lif；阴极电极为al金属。

10、进一步地，所述客体发光材料具有良好的热稳定性、大电化学可逆性、高tg并且真空沉积时不降解，具体为saf-2np、dcjtb或apdc-dtpt。

11、进一步地，所述发光层的厚度为20～30nm。

12、进一步地，采用ito导电玻璃作为基底和阳极电极。

13、本发明的有益效果为：

14、1、本发明通过将5,7-二氢-7,7-二甲基茚并[2,1-b]咔唑与2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪结合，获得了高效率的热激活延迟荧光主体材料，合成方法简单、原料易得，材料结构稳定、易储；

15、2、本发明将合成的热激活延迟荧光主体材料应用于oled器件中，由于2-(3-溴苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪的三嗪片段上附带的溴原子引入了重原子效应，增强了单-三重态激子转换，提高了对客体发光材料的高效率能量传输，从而提高了oled器件效率，应用前景广泛而乐观，有望在平板显示和固态照明等领域广泛应用。

技术特征：

1.高效率的热激活延迟荧光主体材料，其特征在于，分子结构为：

2.高效率的热激活延迟荧光主体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.一种含有高效率的热激活延迟荧光主体材料的有机电致发光器件，包括自下而上依次设置的基底、阳极电极、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极电极；其特征在于，所述发光层为由权利要求1所述高效率的热激活延迟荧光主体材料和客体发光材料混合而成的混合薄膜，发光层中高效率的热激活延迟荧光主体材料的质量占比为90～99％。

4.根据如权利要求3所述含有高效率的热激活延迟荧光主体材料的有机电致发光器件，其特征在于，所述客体发光材料为saf-2np、dcjtb或apdc-dtpt。

5.根据如权利要求3所述含有高效率的热激活延迟荧光主体材料的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度为20～30nm。

技术总结
本发明提供的高效率的热激活延迟荧光主体材料及其制备方法和应用，属于有机光电材料技术领域，通过将5,7‑二氢‑7,7‑二甲基茚并[2,1‑b]咔唑与2‑(3‑溴苯基)‑4,6‑二苯基‑1,3,5‑三嗪结合，获得了高效率的热激活延迟荧光主体材料，合成方法简单、原料易得，材料结构稳定、易储；将合成的热激活延迟荧光主体材料应用于OLED器件中，由于三嗪片段上附带的溴原子增强了单‑三重态激子转换，提高了对客体发光材料的高效率能量传输，从而提高了器件效率，对比传统主体材料CBP具有明显优势，因此应用前景广泛而乐观，有望在平板显示和固态照明等领域广泛应用。

技术研发人员：陶斯禄,张记委,张明,张恒源
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12