一种TADF聚合物材料及其制备方法与应用

文档序号:42654262发布日期:2025-08-05 18:38阅读:77来源:国知局

本发明涉及有机发光材料领域,具体涉及一种tadf聚合物材料及其制备方法与应用。


背景技术:

1、有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled)具有成本低、显色优良的性能,应用领域广,发展前景广阔。热活化延迟荧光(thermally activated delayedfluorescence,tadf)材料作为继传统荧光材料、磷光材料后的第三代有机发光材料,可以利用单重态激子直接跃迁回基态辐射发光完成瞬时荧光过程,另外由于其单重态激子和三重态激子的能极差非常小,在较小的环境热量下,能够通过三重态激子反向系间窜越(reverse intersystem crossing,risc)过程,转换至单重态进而辐射跃迁至基态发出延迟荧光。因此,tadf材料可以实现理论上100%的内量子效率,具有广阔前景与工业价值。

2、随着科技发展,高质量显示和照明的需要促成了白光有机发光二极管(woled)的发展,woled发光材料也逐渐从传统荧光材料、磷光材料逐渐过渡到tadf材料或者混合型发光材料。通过从短波长(蓝色)发光材料到长波长(黄色、橙色或红色)发光材料或磷光材料的不完全能量转移,从而实现白光发射。由于能量的不完全转移,互补白色体系中短波长(蓝色)分子的浓度必须远远超过长波长(黄色、橙色或红色)分子。目前在woled使用的tadf发光材料主要有小分子、聚合物和树枝状分子等。而小分子材料通常会发生重结晶和相分离过程,因此制备的薄膜粗糙度高、发光层表面脆弱,不利于溶液处理加工制备稳定高效的woled。另外,现有部分多发光层器件通过混合互补色产生白光,具有显色指数较低、器件效率衰减、色坐标不稳定等问题。因此,选择具有高分子量的聚合物作为发光层材料,是实现优良的溶解性和良好的形貌稳定性的最佳途径,最终得到可溶液加工处理的woled。

3、cn 113527268 a公开了一种含有双咔唑及三嗪结构的化合物及有机电致发光器件,应用于有机电致发光器件中,该类化合物在咔唑、咔唑与三嗪结构之间的联苯基团上引入氘代,可以很好的调整材料分子的homo能级,使其与相邻功能层之间的匹配性更好,进一步提高材料分子的三线态能级,从而有效提高器件的发光效率及寿命。在相同电流密度下,发光效率得到了较大幅度的提升,器件的启动电压有所下降,器件的功耗相对降低,使得器件的寿命相应提高。

4、cn 117143591 a公开了一种白光发光材料及其制备方法和应用,包括桥联单元ar和不同的发光单元,发光单元通过桥联单元ar连接。通过将不同光色的tadf发光单元嵌入聚合物主链,设计不同类型的tadf单元和桥联单元,构筑白光发光材料,得到的白光发光材料中的tadf单元用量少,且含量易于调节,合成方法简单,可批量生产;具有良好的溶解性、成膜性,适合溶液加工,具有宽的发光光谱;具有较好的电致发光性能。

5、现有tadf聚合物白光材料存在以下缺陷,即本发明要解决的技术问题是:一是采用主体与tadf聚合物的物理混合物体系为发光层,不可避免产生相分离,导致器件性能下降;二是现有的共轭型tadf白光聚合物,发光单元位于主链或侧链上,由于扩展的主链共轭而表现出增强的电荷传输和器件性能,但通常伴随着由于电荷转移效应引起的溶解性降低和发射红移。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明解决了两个技术问题,一是采用单一聚合物pdfc-dtx-tby作为单一发光层解决薄膜表面出现相分离的问题;二是通过suzuki聚合设计并合成了一种非共轭聚合物主链,其中空穴传输间隔单元——咔唑和双(醚)芴——嵌入到烷基链中。

2、本发明的目的在于提供一种tadf聚合物材料,同时提供其制备方法与应用是本发明的另一目的,当聚合物主链上所挂接蓝光单元与红光单元的摩尔比为97:3-90:10时,本发明聚合物可以实现白光发射,该白光材料相较于tadf小分子白光材料,既可保留tadf材料的高效发光特性,又能抑制分子的结晶倾向,提升发光层材料的热稳定性与溶液加工性能,具备开发高效稳定的可溶液加工型woled的潜力。

3、为达到上述发明目的,本发明采取了以下技术方案:

4、一种tadf聚合物白光材料,所述白光材料为pdfc-dtx-tby,其化学结构如式(1)所示:

5、

6、其中,r1-为蓝光功能化合物基团,所述蓝光功能化合物为双咔唑基-三嗪类化合物,r2-为红光功能化合物基团,所述红光功能化合物为三苯胺-蒽醌类化合物。

7、优选地,所述双咔唑基-三嗪类化合物为所述三苯胺-蒽醌类化合物为且聚合物主链上x、y分别表示聚合物主链上所挂接蓝光单元与红光单元的摩尔数,x:y的取值范围为97:3-90:10。

8、本发明还公开了一种tadf聚合物材料的制备方法,包括以下步骤:

9、1)制备聚合物主链pdfc-n3

10、

11、2)制备蓝光功能化合物dt-alk

12、

13、3)制备红光功能化合物tb-alk

14、

15、4)合成pdfc-dtx-tby

16、

17、与现有技术相比,本发明的积极效果是:可以比较容易地得到较高分子量的tadf聚合物,且材料制备各个批次重现性较好;把tadf红光单元和tadf蓝光单元依次引入聚合物的侧链,通过发光单元之间不完全能量转移,得到具有双发射峰的白光;采用“后功能化”方法,通过调控聚合物中tadf蓝光功能化合物和tadf红光功能化合物的摩尔比,可以控制聚合物的发光颜色,从而实现白光发射;合成了非共轭聚合物主链聚(咔唑-己烷-双醚芴),使其具有修饰基团和良好的溶解性便于合成tadf聚合物;具有较好的成膜性和较高的热稳定性。

18、根据以上所述优点,可以利用溶液加工工艺制备oled器件,相比于传统的真空蒸镀工艺,该方法制备方法简单,可以实现大面积生产oled器件,降低工业生产成本。通过该方法,利用本发明聚合物作为发光层材料应用于oled器件制备,可以获得优异的器件性能。



技术特征:

1.一种tadf聚合物材料,其特征在于,所述材料为pdfc-dtx-tby,其化学结构如式(1)所示:

2.根据权利要求1所述的tadf聚合物材料,其特征在于,

3.一种tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,

6.根据权利要求3所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤2)制备蓝光功能化合物dt-alk的方法为:

7.根据权利要求3所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤3)制备红光功能化合物tb-alk的方法为:

8.根据权利要求3所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中合成pdfc-dtx-tby的方法为:分别称取聚合物pdfc-n3和tb-alk溶液,并在保护气氛围下加入溴化亚铜和n,n,n',n”,n”-五甲基二乙烯基三胺,加入四氢呋喃,搅拌溶解,50-70℃避光反应10-15h后,加入蓝光分子dt-alk,继续反应20-28h,反应结束后冷却至室温,搅拌3-6h,加入1,4,7,10-四氮杂环十二烷,继续敞口搅拌反应10-14h,分离纯化得到黄色固体粉末pdfc-dtx-tby,所述pdfc-n3、tb-alk、溴化亚铜、n,n,n',n”,n”-五甲基二乙烯基三胺、四氢呋喃的用量比为128.76mg:0.0039-0.013mmol:40.28mg:26.00mg:4-6ml。

9.根据权利要求8所述的tadf聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中,所述保护气为氮气。

10.权利要求1所述的tadf聚合物材料作为发光层在有机电致发光器件中的应用。


技术总结
本发明涉及一种热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)聚合物材料及其制备方法,该聚合物首先通过3,6‑二溴咔唑单体(3,6‑CzBr)和带有柔性己基链的双醚芴(DF‑BO)的Suzuki缩聚反应及叠氮化处理合成非共轭聚合物主链PDFC‑N<subgt;3</subgt;,然后通过叠氮‑炔基的“点击反应”向主链上挂接不同比例的TADF红光单元TB和TADF蓝光单元DT实现“后功能化”,聚合物呈双峰发射。本发明聚合物分子量较高、溶液加工性能优异、热稳定性较好,当聚合物主链上所挂接蓝光单元与红光单元的摩尔比为97:3‑90:10时,本聚合物作为发光层材料在制备的非掺杂有机电致发光器件中实现了白光发射。

技术研发人员:陶钲天,徐慎刚,李薇,陈昊鹏,谢诗雨,罗屹嵩,张宗宇,仝渊博,曹烜
受保护的技术使用者:郑州大学
技术研发日:
技术公布日:2025/8/4
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1