一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料及制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及有机光电功能材料技术领域，更具体而言，涉及一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料及制备与应用。本发明专利技术为一类基于二苯砜电子受体的结晶诱导固态高效窄带深蓝光型热活化型延迟荧光材料，通过在母体苯环的一侧不同活性位点分别引入9，9

A highly efficient narrow band dark blue photothermally activated delayed fluorescent material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料及制备与应用


[0001]本专利技术涉及有机光电功能材料
，更具体而言，涉及一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料及制备与应用。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件重量轻，响应速度快，低成本，低能耗，在平面显示和固态照明领域受到人们的广泛关注。根据量子自旋统计，有机电致发光器件中电子与空穴分别从两极注入，迁移复合生成25％的单线态激子与75％的三线态激子。
[0003]热活化型延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料能够将三线态激子通过热激发反系间窜越转化为单线态激子辐射发光，从而突破传统荧光材料激子利用率25％的理论极限，发光量子效率最高可以达到100％。由于涉及激子从三线态向单线态反系间窜越的过程，TADF材料通常表现出光化学的长寿命荧光现象(延迟荧光)，延迟荧光寿命可达到微秒至毫秒数量级，明显区别于传统荧光材料。TADF材料结合了有机荧光材料稳定性好以及过渡金属配合物磷光材料发光效率高的优点，将其用于有机电致发光器件中，某些器件的外量子效率接近磷光器件的效率水平，成为有机荧光器件的巨大突破。因此，TADF材料作为一类新型低成本高效率有机发光材料，引起了科研人员的极大兴趣，具有广泛的应用前景。
[0004]其中，在全彩色显示器、荧光成像和光敏剂、光子上转换等领域中，具有优良全固态窄半高宽(FWHM)发光特性的深蓝色TADF发光材料是必不可少的。但是深蓝光材料由于较宽的HOMO(highest occupied molecular orbital)，LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)光学能隙(Eg＞3eV)，对分子的设计合成造成了困扰。同时，获得固态高效窄带深蓝光发射的性能是非常具有挑战性的。
[0005]TADF材料的分子设计原则之一是具有电子给体
‑
受体(Donor
‑
Acceptor，D
‑
A)型分子结构，分子最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)分别分布在电子给体和电子受体单元，这两部分在空间适度分离，以实现较小的分子三线态
‑
单线态能级差(ΔE
ST
)，利于三线态激子的反向系间窜越。
[0006]二苯砜基与杂环胺分别作为有效的电子受体与电子给体基团，在D
‑
A型分子结构的TADF材料中得到了较为广泛的应用。其中，以二苯砜为电子受体基团、杂环胺为电子给体基团的TADF分子由于稳定性好，发光效率高，应用于有机电致发光器件中取得了理想的效果。但是美中不足的是这类分子的发光颜色位于难以实现深蓝光发射，且由于电荷转移效应，半峰宽很宽，聚集态发光红移明显。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本专利技术的一个方面的目的在于，提供一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料，所述荧光材料为化合物tBuO
‑
SOpAD；具有如下所示结构式：
[0008][0009]其中，所述的R代表9,9
’‑
二甲基
‑
N
‑
吖啶基、N
‑
咔唑基、3,6
‑
二叔丁基
‑
N
‑
咔唑基或3,6
‑
二叔丁氧基
‑
N
‑
咔唑基，R
’
代表甲氧基、叔丁氧基、己氧基、辛氧基或十二烷氧基。
[0010]优选的，R与R
’
在二苯基砜的苯环上呈不对称取代，取代位置可以为2,4
’
、3,4
’
或2,3
’
。本专利技术所述的结晶诱导固态高效窄带深蓝光热活化型延迟材料是以二苯砜作为电子受体单元，通过在其中心苯环的不同活性位点连接电子给体单元而得到的发光材料。
[0011]本专利技术的目的还在于提供一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料的制备方法，所述化合物tBuO
‑
SOpAD的前驱体二苯砜OFpBr
‑
S由4
‑
溴硫酚与2
‑
氟碘苯经Pd催化的Ullmann交叉偶联反应的到。本专利技术通过调控电荷给体在受体单元上的取代位置，改变分子结构，引入分子内和分子间相互作用，降低聚集态重组能，限制分子内旋转，提高分子刚性，单线态激发态能级，实现高效深蓝光窄带发射。
[0012]优选的，具体合成步骤如下：
[0013]S1.将1
‑
氟
‑2‑
碘苯、3
‑
溴苯硫醇、三(二亚苄基丙酮)二钯、1,1'
‑
双(二苯基膦基)二茂铁和叔丁醇钠的混合物溶于甲苯中搅拌，冷却至室温后，将反应混合物用饱和NaCl溶液洗涤，经MgSO4干燥，并过滤，减压除去溶剂后，将粗产物通过柱色谱纯化，得到前驱体二苯砜OFpBr
‑
S，为无色液体；
[0014]S2.将S1中得到的前驱体二苯砜OFpBr
‑
S、过氧化氢溶液和乙酸的混合物搅拌，冷却至室温后，将反应混合物倒入水中，然后过滤，将残余物用去离子水洗涤，然后通过柱色谱纯化，得到OFpBr
‑
SO2，为白色固体；
[0015]S3.将S2中得到的OFpBr
‑
SO2、杂环胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、烷氧链和叔丁醇钠的混合物加入甲苯溶液搅拌，冷却至室温后，将反应混合物用饱和NaCl溶液洗涤，然后用CH2Cl2萃取，合并的有机溶液经MgSO4干燥，过滤，减压除去溶剂，通过柱色谱提纯，得到化合物tBuO
‑
SOpAD，为白色固体。
[0016]优选的，S1中将1
‑
氟
‑2‑
碘苯、3
‑
溴苯硫醇、三(二亚苄基丙酮)二钯、1,1'
‑
双(二苯基膦基)二茂铁和叔丁醇钠的混合物溶于甲苯中在115℃下搅拌2h，将反应混合物用饱和NaCl溶液洗涤3次。
[0017]优选的，S2中将二苯砜OFpBr
‑
S、过氧化氢溶液和乙酸的混合物在100℃下搅拌5h，将残余物用去离子水洗涤3次。
[0018]优选的，S3中将OFpBr
‑
SO2、杂环胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、烷氧链和叔丁醇钠的混合物加入甲苯溶液在115℃下搅拌12h，用CH2Cl2萃取3次。
[0019]优选的，S3中杂环胺是9,9
’‑
二甲基吖啶、咔唑、3,6
‑
二叔丁基咔唑或3,6
‑
二叔丁氧基咔唑。
[0020]优选的，烷氧基链是甲氧基、叔丁氧基、己氧基、辛氧基或十二烷氧基。
[0021]优选的，所述杂环胺与前驱体二苯砜O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料，其特征在于，所述荧光材料为化合物tBuO
‑
SOpAD；具有如下所示结构式：其中所述的R代表9,9
’‑
二甲基
‑
N
‑
吖啶基、N
‑
咔唑基、3,6
‑
二叔丁基
‑
N
‑
咔唑基或3,6
‑
二叔丁氧基
‑
N
‑
咔唑基；R
’
代表甲氧基、叔丁氧基、己氧基、辛氧基或十二烷氧基。2.根据权利要求1所述一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料，其特征在于：所述R与R
’
在二苯基砜的苯环上呈不对称取代，取代位置可以为2,4
’
、3,4
’
或2,3
’
。3.一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料的制备方法，其特征在于：所述化合物tBuO
‑
SOpAD的前驱体二苯砜OFpBr
‑
S由4
‑
溴硫酚与2
‑
氟碘苯经Pd催化的Ullmann交叉偶联反应的到。4.根据权利要求3所述一种高效窄带深蓝光热活化型延迟荧光材料的制备方法，其特征在于，具体合成步骤如下：S1.将1
‑
氟
‑2‑
碘苯、3
‑
溴苯硫醇，三(二亚苄基丙酮)二钯、1,1'
‑
双(二苯基膦基)二茂铁和叔丁醇钠的混合物溶于甲苯中搅拌，冷却至室温后，将反应混合物用饱和NaCl溶液洗涤，经MgSO4干燥，并过滤，减压除去溶剂后，将粗产物通过柱色谱纯化，得到前驱体二苯砜OFpBr
‑
S，为无色液体；S2.将S1中得到的前驱体二苯砜OFpBr
‑
S、过氧化氢溶液和乙酸的混合物搅拌，冷却至室温后，将反应混合物倒入水中，然后过滤，将残余物用去离子水洗涤，然后通过柱色谱纯化，得到OFpBr
‑
SO2，为白色固体；S3.将S2中得到的OFpBr
‑
SO2、杂环胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、烷氧链和叔丁醇钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志翔，李洁，夏衍，郭鹍鹏，王华，赵波，李庚，姜泓宇，
申请(专利权)人：山西华辉光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：