发光化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机光电材料，具体涉及发光化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、有机发光二极管(organic light emitting diode,oled)历经30多年发展已在全球范围内获广泛应用，相比传统的显示技术，oled具有柔性、主动发光、高效率、低电压驱动和容易制备大面积器件等优点。早在1953年，德国bernanose就发现了有机材料的电致发光现象。后续包括纽约大学的pope教授在1963年也发现了有机单晶蒽的电致发光现象。但是这些研究仅处于对有机材料中的电子态和电子过程的兴趣，基本上属于基础研究，未考虑其实际应用。直到1987年美国柯达公司邓青云等人采用三明治的器件结构制备出了有机材料的薄膜oled器件，在10v直流电压驱动下亮度可达到1000cd m2-，让oled实现了商业化应用。

2、oled器件机理可以被概括描述为分别从阴极和阳极注入电子和空穴，载流子在电压驱动下经过传输层迁移最终在发光层复合发光。因此，发光层材料在oled中扮演着至关重要的作用。目前，商业化的三原色发光层材料中，蓝光材料相比绿光和红光材料在效率与稳定性上都有较大差距。造成蓝光材料目前困境很大的原因在于其禁带宽、迁移率低，因此开启电压高，亮度低，在器件运行过程中会产生大量的焦耳热。

3、oled发光材料实现高激子利用的核心科学问题是三线激发态，受限于自旋统计，传统oled中75％激发态为不发光的三线态，仅利用单线态激子的器件效率较低。为解决这个问题，国际上陆续提出了基于三线态反系间窜越的热活化延迟荧光tadf材料(nature2012,492,234–238)和基于三线态-三线态湮灭上转换的tta荧光材料(adv.funct.mater.2013,23,739–746)。然而，tadf材料理论上可以实现100％的激子利用率，但是这类材料的问题是高电流密度下由于三线态累积造成的效率快速滚降，原理上及器件研究均显示效率滚降问题难以克服。tta材料机理是两个t1激子相互碰撞融合形成一个单线态激子和一个基态分子，因此利用率理论上限为62.5％，在效率上未表现出明显优势。相比之下，马於光院士提出的基于“热激子”原理的发光材料，能够利用高能三重态激子通过快速的反向席间窜越过程转化为发光的单重态，从而实现激子100％利用，同时保证器件高亮度下的稳定性，是实现高效蓝光oled材料的有效途径。尽管如此，目前对于“热激子”材料的研究多集中于蒽核。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种发光化合物，是一种基于芘核的高激子利用率蓝色荧光化合物，通过引入三氮唑基团对芘核结构进行修饰，对高能级激发态性质的调控，实现了以热激子机制为主导的激子利用方式，从而获得对激子利用率的提升。

2、为解决上述问题，本技术所采用的技术方案如下：

3、发光化合物，以芘或芘的衍生物为核结构，引入含有三氮唑结构的基团和含有芳环结构的基团进行结构修饰，所述芘的衍生物包括芘的卤代物或者烷基取代物。

4、作为进一步优选的方案，本技术实施例中，所述的发光化合物具有下列结构式ⅰ或结构式ⅱ中的一种：

5、

6、其中ar1为c20-c100的含三氮唑化合物基团，所述ar2为c6-c60的芳环基团或者芳环的衍生物基团。

7、作为进一步优选的方案，本技术实施例中，所述的ar1为下述结构式或者下述结构式苯环上带有取代基的衍生物中的一种：

8、

9、所述取代基为卤素或者c1-c20的烷基。

10、作为进一步优选的方案，本技术实施例中，所述的ar2为下述结构式所表示的基团或苯环上具有取代基的基团：

11、

12、其中，所述r为下述结构式或者下述结构式中苯环上带有取代基的衍生物中的一种：

13、

14、作为进一步优选的方案，本技术实施例中，所述的发光化合物的化学结构式为下述结构式中的一种或者下述结构式的卤代、烷基取代衍生物中的一种：

15、

16、其中，所述r1的结构与上述r1结构相同。

17、本实施例还提供了一种发光化合物的制备方法，包括以下步骤：

18、选择反应物和反应条件合成下述结构式1、5、9、13的化合物或者下述结构式的衍生物

19、

20、选择反应条件和反应物与联硼酸频哪醇酯反应合成具有下述结构式ⅲ的化合物或者下述结构式ⅲ的衍生物

21、

22、将上述结构式ⅲ的化合物或者其衍生物与卤代芘或芘的衍生物反应，合成具有下列结构式ⅳ-1/ⅳ-2的化合物或者下述结构式的衍生物

23、

24、其中r2表示卤素中的cl或br；

25、将上述结构式ⅳ-1/ⅳ-2的化合物或者其衍生物与联硼酸频那醇酯反应合成具有下列结构式ⅴ-1/ⅴ-2的化合物或者下述结构式的衍生物

26、

27、将上述结构式ⅴ-1/ⅴ-2的化合物或其衍生物与上述化合物1、5、9、13反应合成发光化合物。

28、本技术实施例还公开了一种芘基蓝色荧光小分子，该芘基蓝色荧光小分子为具有本技术所述的发光化合物结构的小分子或者包含所述发光化合物结构片段的小分子。

29、本技术所述的发光化合物或者芘基蓝色荧光小分子应用于发光二极管器件或/和有机电致发光器件中，用于制作发光器件护着发光层。

30、本技术实施例的另一个目的在于提供一种有机电致发光器件，由下至上依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层、阴极；其特征在于，所述发光层中为本技术所述的发光化合物或者含有本技术所述的发光化合物。

31、作为进一步优选的方案，本技术实施例中，所述的有机发光层为蓝色荧光分子的纯膜或者与客体掺杂的复合膜。

32、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

33、1.本技术所述的发光化合物以芘核为构筑单元，通过引入三氮唑基团改变结构，调控其高能激发态性质，能够打开激子的高能反向系间窜越通道，实现“热激子”机制，达到激子的100％利用。

34、2.本技术所述的发光化合物相比目前以蒽为构筑核心的“热激子”机制分子，芘核由于共轭程度更为充分，因此发光效率更高、蓝光色度更纯，并且“热激子”通道数量更多，可制备出更高效率、低效率滚降、色度更纯的蓝光有机电致发光器件。

35、3.本技术所述的发光化合物以三氮唑基团为受体，三氮唑基团具有较高的lumo能级，作为蓝光构筑单元，并且三氮唑包含不同杂化状态的氮原子，具有双极性，作为发光层材料构筑单元有利于提高载流子迁移率以及电子、空穴传输平衡。

36、4.本技术所述的发光化合物通过选择r1给体基团采用具有芳环或者具有芳基的杂环化合物，芘核与给受体的连接方式，调节分子的空间位阻、电荷转移程度，进而调节发射光谱、分子聚集形式进而提高三线态激子到单线态的反系间窜越。

37、下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。