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基于三唑并三嗪的星型蓝色热活性延迟荧光材料及其应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-04-21 15:05:08

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 常州市科协 | 2023-04-21 15:05:08

三唑并三嗪具有较好的平面性和强吸电子性能,本发明以三唑并三嗪结构单元为电子受体,在其周围引入不同结构的电子给体单元(咔唑和吖啶衍生物),构筑D3 π A星型蓝色有机热活性延迟荧光材料,并探讨其光电性能。本发明首次将三唑并三嗪结构单元应用在TADF材料中,且获得深蓝光发射,这对于构筑深蓝光TADF材料具有重要的意义。

本发明的另一个目的是在于提供蓝光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。为了实现上述技术目的,本发明提供了一类以三唑并三嗪衍生物为受体,以咔唑、吖啶和二苯胺衍生物为给体的热活性延迟荧光材料,具有式I结构:图1. 式I的分子结构,R1为H原子或叔丁基基团式I以三唑并三嗪衍生物为受体单元、在外围引入3个给体单元,构筑D3-π-A星型化合物,系统研究材料的构效关系。

自2009年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)中以来,TADF材料及其器件引起了科研工作者的广泛关注。热活性延迟荧光材料的本质是:当三线态(T1)与单线态(S1)之间的能级差(ΔEST)较小时(< 0.4 eV),在外界温度下,三线态激子可通过反向系间窜越到单线态,随后通过辐射跃迁发光。与含贵金属(如Pt、Ir)的传统磷光材料相比,TADF材料无需贵金属且理论上亦能达到100%的内量子效率,这有利于降低材料制备成本,符合可持续发展理念。在过去的几年里,TADF材料从蓝光到红光取得了重大的实质性进展。目前,对TADF分子的研究主要集中在扭曲的给体-受体骨架上。这种结构能够有效实现最高占据轨道与最低空轨道能级的分离,从而获得较小的ΔEST。尽管TADF材料在过去几年中取得了巨大的成功,但仍有些科学问题亟需解决:1、构筑TADF材料的受体单元短缺,目前常用的受体单元通常为二苯砜、二苯甲酮、三嗪、吡嗪-2,3-二腈,氰基等结构;2、TADF的深蓝光材料严重不足;3、基于TADF材料的器件效率滚降严重。

为了进一步构筑新型TADF材料的受体单元,并获得TADF深蓝光材料,本发明提供了一类新型的稠环电子受体单元—三唑并三嗪,并在外围引入咔唑、吖啶和二苯胺等给体单元,构筑系列蓝光TADF材料。三唑并三嗪单元具有较好的平面结构及强吸电子能力,在它的周围可同时引入三个给体单元,构筑星型结构的化合物。现有报道都是将三唑并三嗪作为构筑液晶材料的刚性单元,本发明是首次将三唑并三嗪单元作为构筑TADF材料的电子受体结构,并获得深蓝光发射。因此,本发明对于探索高效发光的蓝光TADF材料具有重要的意义。

与现有的专利文献相比,该发明专利的优势在于:1、首次将三唑并三嗪结构单元用于热活性延迟荧光材料的构筑中;2、构筑了系列基于三唑并三嗪单元的D3-π-A星型蓝色有机热活性延迟荧光材料。通过这种构筑方式,本发明专利获得了系列蓝色热活性延迟荧光材料,其最大发射波长在400~460 nm区间。

常州大学(Changzhou University),简称“常大”,位于江苏省常州市,是江苏省人民政府与中国石油天然气集团有限公司、中国石油化工集团有限公司及中国海洋石油集团有限公司共建的省属全日制本科院校,为全国深化创新创业教育改革示范高校,国家知识产权试点示范高校,国务院侨办华文教育基地,江苏高水平大学建设B类高校。学校始建于1978年,前身为南京化工学院无锡分院、常州分院。1981年经国务院批准,学校定名为江苏化工学院;1992年成为中国石油化工集团公司管理的部属院校,并更名为江苏石油化工学院;2002年更名为江苏工业学院;2010年更名为常州大学;2020年学校成为江苏省教育厅与常州市人民政府共建高校。

本发明的技术方案带来的有益效果在于:1、三唑并三嗪结 构具有较好的平面单元,强的吸电子能力和易结构修饰等特点,有利于构筑 D3-π-A星型材料;2、首次将三唑并三嗪结构作为受体单元构筑TADF材料;3、 获得了一系列深蓝光(400nm左右)和蓝光(460nm左右)TADF材料。

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