一种化合物及其发光器件和显示装置

摘要

本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种化合物及其发光器件和显示装置。该化合物的结构式如通式I所示。本发明提出一种基于四苯乙烯结构的TADF材料，兼有TADF和AIE效应，不仅可以利用传统荧光分子跃迁禁阻的三线态激子来发光，还能避免高电流密度和掺杂浓度下的激子淬灭，从而可显著提高器件的效率。

权利要求

1.一种化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如通式I所示：R1选自吸电子基团且选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：其中，取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

Ra、Rb、Rc各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

t、u、v各自独立的选自1～5的整数；

R2、R3各自独立的选自氢原子或吸电子基团且所述吸电子基团选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：其中，取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

Ra’、Rb’、Rc’各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

t’、u’、v’各自独立的选自1～5的整数；

r、s各自独立的选自1～4的整数。

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如通式IA所示：

3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，R2和R3为相同的取代基。

4.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，R1、R2和R3均为相同的取代基。

5.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自以下化合物中的其中一种：

6.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件包括第一电极、相对于所述第一电极的第二电极及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的至少一个有机层，所述有机层包括权利要求1至5任一项所述的化合物。

7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述有机层包含主体材料和客体材料，所述主体材料或所述客体材料选自所述化合物。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的发光器件。

说明书

一种化合物及其发光器件和显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种化合物及其发光器件和显示装置。

背景技术

[0002] 有机电致发光器件(OLEDs)根据发光激子的类别可以分为荧光器件和磷光器件。与仅能利用单线态激子能量(25％)发光的传统荧光器件相比，磷光器件因理论上可以达到
100％的内量子效率而具备更为广阔的应用前景。但磷光器件也因为含有重金属导致成本过高(几乎以荧光材料的数倍计)，稳定性差(lifetime短)而饱受诟病。

[0003] 最近两年来，一种全新的发光材料——热致延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料，利用E型上转换(E-type up conversion)的原理，能同时利用单线态与三线态激子的能量，拥有更高的内量子效率；由于其与传统荧光材料一样不含重金属，可以大大降低成本并提高稳定性而备受瞩目。目前，基于此类材料的器件外量子效率已经足可与磷光器件相匹敌。

[0004] 延迟荧光为了利用三线态向单线态能级逆向窜越(RISC)从而辐射发光，必须将单线态与三线态能级差降低到可以满足逆向窜越的值(一般情况下，ΔEST≤0.2ev)。即ΔEST与HOMO、LUMO的重叠程度正相关，如要降低ΔEST，需要将HOMO，LUMO尽可能地分离。

[0005] 在OLED器件中，发光材料以固体薄膜的形式存在，由于有机发光材料均为大π共轭体系，容易发生因“π-π”堆积作用引起的聚集诱导荧光淬灭(Aggregation Caused Quenching，ACQ)，从而导致效率低下。四苯乙烯(TPE)是较早被发现的蓝光AIE(Aggregation Induced Emission)材料，但基于TPE构筑的蓝光器件仅有0.45cd/A的效率，因此如何对TPE进行修饰，设计高效率AIE材料仍是一个挑战。

[0006] 由于目前基于四苯乙烯的AIE材料均为纯P型，少有双极性(bipolar)类型的材料设计，对器件的势垒降低和载流子注入传输不利，从而影响到器件的效率和寿命。

[0007] 鉴于此，特提出本申请。

发明内容

[0008] 本申请的首要发明目的在于提出一种化合物。

[0009] 本申请的第二发明目的在于提出一种发光器件。

[0010] 本申请的第三发明目的在于提出一种显示装置。

[0011] 为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

[0012] 为完成本发明的第一发明目的，本发明提出一种化合物，该化合物的结构式如通式I所示：

[0013]

[0014] 其中，

[0015] Ra、Rb、Rc、Rd各自独立的选自供电子基团；

[0016] R1选自吸电子基团；

[0017] R2、R3各自独立的选自氢原子或吸电子基团；

[0018] m、n、p、q各自独立的选自1～5的整数；

[0019] r、s各自独立的选自1～4的整数。

[0020] 可选的，所述化合物的结构式如通式IA所示：

[0021]

[0022] 其中，R1选自吸电子基团；

[0023] R2、R3各自独立的选自氢原子或吸电子基团。

[0024] 可选的，R1选自取代或未取代的C6～C48芳基、取代或未取代的C3～C48杂芳基；R2、R3各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、卤素取代的C1～C6烷基、取代或未取代的C6～C48芳基、取代或未取代的C3～C48杂芳基；取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基。

[0025] 可选的，所述杂芳基中的杂原子为氮原子。

[0026] 可选的，R1选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：

[0027]

[0028]

[0029] 其中，取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0030] Ra、Rb、Rc各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0031] R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

[0032] t、u、v各自独立的选自1～5的整数。

[0033] 可选的，R2、R3各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：

[0034]

[0035] 其中，取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0036] Ra、Rb、Rc各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0037] R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

[0038] t、u、v各自独立的选自1～5的整数。

[0039] 可选的，R2和R3为相同的取代基。

[0040] 可选的，R1、R2和R3均为相同的取代基。

[0041] 可选的，所述化合物选自以下化合物中的其中一种：

[0042]

[0043]

[0044]

[0045]

[0046] 为完成本发明的第二发明目的，本发明提出一种发光器件，该发光器件包括第一电极、相对于第一电极的第二电极及设置于第一电极和第二电极之间的至少一个有机层，有机层包括本发明的化合物。

[0047] 为完成本发明的第三发明目的，本发明提出一种显示装置，该显示装置包括本发明的发光器件。

[0048] 本发明的技术方案至少具有以下有益的效果：

[0049] 本发明提出一种基于四苯乙烯结构的TADF材料，将四苯乙烯结构作为TADF材料的P型生色团(donor unit)，通过吖啶SP3杂化的linkage连接受体基团(acceptor unit)，不仅可以缩短共轭长度，提高能级，还可以改善分子热力学稳定性；同时，短轴共轭削弱了分子内电荷转移，可在一定程度上窄化发光光谱。

[0050] 本发明的化合物具有较小的ΔEST，可以满足三线态能量向单线态逆向窜越(RISC)从而提高辐射发光效率。因此，本发明的发光材料兼有TADF和AIE效应，不仅可以利用传统荧光分子跃迁禁阻的三线态激子来发光，还能避免高电流密度和掺杂浓度下的激子淬灭，从而可显著提高器件的效率。

[0051] 本发明提出的基于四苯乙烯结构的TADF材料，具备双极性(bipolar)特性，其作为发光层可显著改善两种载流子的注入和传输，从而可降低器件的启动电压。同时，采用本发明的化合物制备的发光器件的发光层不含贵重金属，可大大降低成本。

附图说明

[0052] 图1为化合物M1的发射光谱；

[0053] 图2为化合物M2的发射光谱；

[0054] 图3为化合物M1的HOMO-LOMO轨道示意图；

[0055] 图4为化合物M2的HOMO-LOMO轨道示意图；

[0056] 图5为化合物M1在THF:H2O溶剂体系中的荧光强度曲线；

[0057] 图6为化合物M2在THF:H2O溶剂体系中的荧光强度曲线；

[0058] 图7为本发明实施例中发光器件的结构示意图；

[0059] 图8为本发明实施例中显示装置的结构示意图；

[0060] 图9为器件1#的电流密度曲线；

[0061] 图10为器件2#的电流密度曲线；

[0062] 其中：

[0063] 10-发光器件；

[0064] 11-阳极；

[0065] 12-空穴传输层；

[0066] 13-发光层；

[0067] 14-电子传输层；

[0068] 15-阴极。

具体实施方式

[0069] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

[0070] 作为本发明实施例的第一方面，本发明实施例提出一种化合物，其结构式如通式I所示：

[0071]

[0072] 其中，Ra、Rb、Rc、Rd各自独立的选自氢原子或供电子基团；

[0073] R1选自吸电子基团；

[0074] R2、R3各自独立的选自氢原子或吸电子基团；

[0075] m、n、p、q各自独立的选自1～5的整数；r、s各自独立的选自1～4的整数。

[0076] 通常意义上讲，当取代基取代苯环上的氢后，导致苯环上电子密度相对原来升高的叫供电子基团；反之，导致苯环上电子密度相对原来降低的叫吸电子基团。本发明实施例在分子结构中的吖啶部分设置吸电子基团，从而可将HOMO和LUMO分别排布在不同的结构单元上，实现了HOMO-LUMO完全的分离，有助于减小隙间能差ΔEST，从而提高逆隙间窜越能力。进一步的，在四苯乙烯部分进一步设置供电子基团，可进一步促进HOMO-LUMO的分离。

[0077] 当Ra、Rb、Rc、Rd均为氢原子时，本发明实施例的化合物选自通式IA所示的化合物：

[0078]

[0079] 其中，R1选自吸电子基团；

[0080] R2、R3各自独立的选自氢原子或吸电子基团。

[0081] 在通式I、通式IA中，R1可选自取代或未取代的C6～C48芳基、取代或未取代的C3～C48杂芳基；

[0082] R2、R3各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、卤素取代的C1～C6烷基、取代或未取代的C6～C48芳基、取代或未取代的C3～C48杂芳基；

[0083] 取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基。

[0084] 其中，C6～C48芳基包括苯基及由多个苯基连接或稠合得到的基团；C3～C48杂芳基包括含有至少一个杂原子的杂芳基，以及杂芳基与芳基稠合得到的取代基。

[0085] 在本发明实施例的杂芳基中，杂原子可选自氮原子、氧原子、硫原子等，进一步优选为氮原子，形成氮杂芳基。

[0086] 在通式I、通式IA中，R1选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：

[0087]

[0088] 其中，

[0089] 取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0090] Ra、Rb、Rc各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0091] R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

[0092] t、u、v各自独立的选自1～5的整数。

[0093] 在通式I、通式IA中，R2、R3各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基或以下结构式表示的取代基：

[0094]

[0095]

[0096] 其中，

[0097] 取代基选自卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0098] Ra、Rb、Rc各自独立的选自氢原子、卤素原子、-NO2、-CN、全卤素或部分卤素取代的C1～C6烷基、C1～C6烷基；

[0099] R4选自C1～C6烷基，R5选自C6～C12芳基；

[0100] t、u、v各自独立的选自1～5的整数。

[0101] 进一步可选的，R1、R2、R3各自独立的选自以下结构式表示的取代基：

[0102]

[0103]

[0104] 其中，a、b、c各自独立的表示1～5的整数。

[0105] 在本发明实施例的化合物中，R2和R3可为相同的取代基，对称结构更加便于合成。

[0106] 在本发明实施例的化合物中，R1、R2和R3均为相同的取代基。

[0107] 在本发明实施例的上述通式中，

[0108] “杂芳基”是指芳基中的一个或多个芳核碳被杂原子(诸如O、N和S原子)替代所得到一价有机基团，其包括五元或六元的单环型杂芳基，以及稠和杂芳基，其包括取代或未取代的杂芳基。未取代的杂芳基的示例包括吡啶基、嘧啶基、噻吩基、呋喃基、吡喃基、吡咯基、三唑基、四唑基、吲哚基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、噻唑基、咔唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基，但不限于此。

[0109] “氮杂芳基”即上述“芳基”中的一个或多个芳核碳被N原子替代所得到一价有机基团。

[0110] “烷基”是指烷烃分子中少掉一个氢原子而成的饱和烃基，其包括直链或支链结构的烷基，其包括取代或未取代的烷基。烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、己基，但不限于此。

[0111] “卤素”的示例包括氟、氯、溴、碘。

[0112] 作为本发明实施例的化合物的改进，本发明实施例的化合物选自以下结构式所示化合物中的其中一种：

[0113]

[0114]

[0115]

[0116]

[0117]

[0118] 本发明实施例化合物的合成路线为：

[0119] 一、式I所示化合物的合成路线为：

[0120]

[0121] 式I所示化合物的一般合成方法为：

[0122] 1、氮气氛围下，将前体物质A加入无水四氢呋喃溶液搅拌溶解，-76℃～-80℃下缓慢滴加n-BuLi反应一定时间，缓慢滴加溶有前体物质B的四氢呋喃溶液，自然升温至室温并反应过夜。反应结束后用水淬灭反应，然后用二氯甲烷萃取有机相，重复三次及以上，蒸发溶剂后甲苯洗涤并抽滤得到醇式中间体粗品。

[0123] 2、将中间体粗品加入浓HCl和AcOH的混合溶液回流1～3h，冷却到室温，萃取、纯化即得到式I所示化合物。

[0124] 二、前体物质A的合成路线为：

[0125]

[0126] 前体物质A的一般方法为：

[0127] 将活化后的Zn粉加入四氢呋喃溶剂中，降温至-12℃～8℃，氮气保护下加入TiCl4并回流一定时间，降至室温加入前体物质A-S1和A-S2，回流18～22h。反应结束后将至室温，加入饱和K2CO3溶液，萃取、干燥、纯化，即得前体物质A。

[0128] 三、前体物质B的合成路线为：

[0129]

[0130] 其中，X表示溴或碘。

[0131] 合成实施例1

[0132] 化合物M1的合成及表征：

[0133] (1)前体物质A的合成

[0134]

[0135] 将活化后的Zn粉6.5g(0.1mol)加入100mL四氢呋喃溶剂中，降温至-10℃，氮气保护下，缓慢加入9.5g(50mmol)TiCl4，回流2h，降至室温加入2.6g(10mmol)2-溴二苯甲酮，1.8g(10mmol)二苯甲酮，回流20h。反应结束后将至室温，加入100mL饱和K2CO3溶液，二氯甲烷(30mL×3)萃取有机相，干燥后旋转蒸发掉溶剂，以柱层析方法(流动相纯石油醚)纯化产物，得到白色固体1.5g，收率37％。

[0136] HRMS(ESI):m/z:410.29。

[0137] 1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ/ppm,7.54(d,1H),7.27-7.46(m,18H).

[0138] (2)前体物质B的合成：

[0139]

[0140] 氮气氛围下，将2g(10mmol)吖啶酮加入30mL无水四氢呋喃溶液搅拌溶解，冰浴下缓慢滴加1.6M n-BuLi 7.5mL(12mmol)反应30min，再向生成的黄色悬浊液缓慢滴加溶有3g(11mmol)二苯基三嗪，0.1g(0.1mmol)四三苯基磷钯的20mL四氢呋喃溶液，80℃加热反应过夜。反应结束后冷却到室温，加入100mL饱和NaCl溶液，二氯甲烷(30mL×3)萃取有机相，干燥后旋转蒸发掉溶剂，100mL甲苯重结晶得到白色固体2.8g，收率66％。

[0141] MALDI-TOF:m/z:426.03；

[0142] 1H NMR(CDCl3,400MHz):δ＝8.36(m,4H)；7.70(d,2H)；7.48-7.50(m,8H)；7.28(D,2H)；7.18(t,2H).

[0143] (3)化合物M1的合成：

[0144]

[0145] 氮气氛围下，将0.41g(1mmol)前体物质A(2-BrTPE)加入10mL无水四氢呋喃溶液搅拌溶解，-78℃下缓慢滴加1.6M n-BuLi 0.7mL(1.1mmol)反应30min，缓慢滴加溶有0.42g(0.98mmol)前体物质B的5mL四氢呋喃溶液，自然升温至室温并反应过夜。

[0146] 反应结束后用100mL水淬灭反应后用二氯甲烷(30mL×3)萃取有机相，旋转蒸发掉溶剂，10mL甲苯洗涤并抽滤得到醇式中间体粗品；将其加入5mL浓HCl和50mLAcOH的混合溶液回流2h，冷却到室温，加水100mL，用二氯甲烷(10mL×3)萃取有机相，并用饱和NaHCO3溶液调至中性，转蒸发掉溶剂，以柱层析方法(流动相正己烷：二氯甲烷＝10:1)纯化产物，得到白色固体(M1)0.4g，收率56％。

[0147] M1:MALDI-TOF:m/z:740.14；

[0148] 1H NMR(CDCl3,400MHz):δ＝8.36(D,4H)；7.30-7.50(m,20H)；7.14-7.19(m,10H)；6.95(m,2H).

[0149] M1化合物的发射光谱如图1所示。由图1所示的发射图谱可知，M1化合物为典型的蓝光发射，其发射主峰为476nm，谱形较窄，堪比传统的蓝色荧光材料。

[0150] 合成实施例2

[0151] 化合物M2的合成及表征：

[0152] (1)前体物质A(2-BrTPE)的合成同合成实施例1；

[0153] (2)前体物质B(二氰基吖啶酮)的合成

[0154]

[0155] 将吖啶酮2g(9.9mmol)溶于50mL二氯甲烷，加入碳酸钾4.1g(30mmol)，氮气氛围下，缓慢滴加2.5mL溴素，常温搅拌反应24h。反应结束后缓慢加入饱和亚硫酸钠溶液50mL除掉未反应完的溴素。分液后将有机层干燥浓缩得到淡黄色粗产品。

[0156] 粗产品用甲醇重结晶得到白色固体2.85g，产率81％。将此溴代产物2g(5.6mmol)，氰化亚铜3g(34mmol)加入50mL DMF搅拌回流反应24h。反应结束后，冷却到室温并将反应液倒入100mL氯化铁盐酸溶液(15g氯化铁与9mL盐酸混合溶于100mL水)中，后升温至60℃搅拌反应30min，再冷却至室温，使用二氯甲烷(100mL×3)萃取有机相，干燥浓缩后的产物使用柱层析分离(二氯甲烷：石油醚＝1：1)得到白色固体0.48g，产率35％。

[0157] HRMS(ESI):m/z:244.96。

[0158] 1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ/ppm,8.19(s,2H),7.67(d,2H),7.46(d,2H),7.2(s,1H).[0159] (3)化合物M2的合成

[0160]

[0161] 具体实验条件同合成实施例1。

[0162] M2:MALDI-TOF:m/z:635.29；

[0163] 1H NMR(CDCl3,400MHz):δ＝7.70(s,2H)；7.45-7.50(m,8H)；7.38(d,2H)；7.20-7.30(m,10H)；7.18(m,2H)；6.81(t,1H)；6.69(d,2H),6.63(d,2H).

[0164] M2化合物发射光谱如图2所示：由图2所示的发射图谱可知，M2化合物为典型的蓝绿光发射，其发射主峰为501nm。

[0165] 本发明实施例化合物的性能分析：

[0166] 一、能级及ΔEST测试

[0167] 通过gaussian09软件模拟本发明实施例化合物M1～化合物M4的HOMO-LOMO轨道，并测试ΔEST。

[0168] 化合物M1、化合物M2的HOMO-LOMO轨道示意图分别如图3和图4所示。由图3和图4可看出，化合物M1、化合物M2的HOMO和LUMO分别排布在不同的单元上，实现了完全的分离，这有助于减小隙间能差ΔEST，从而提高逆隙间窜越能力。

[0169] 运用密度泛函理论(DFT)，针对化合物M1～化合物M4利用Gaussian09程序包在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到了分子前线轨道的分布情况，计算得到化合物M1～化合物M4的HOMO-LUMO能级、ΔEST测试结果具体如表1所示。

[0170] 表1：

[0171]

[0172] 在表1中，HOMO表示：最高占据分子轨道；

[0173] LUMO表示：最低未占分子轨道；

[0174] Eg表示：禁带宽度。

[0175] ES1表示：激发单线态能量；

[0176] ET1表示：激发三线态能量；

[0177] ΔEST表示：三线态能量与单线态能量之间的能量差值。

[0178] 由表1所示的数据可知，本发明的化合物M1～化合物M4均具有较小的ΔEST，因此具备TADF材料的特性。

[0179] 二、荧光寿命

[0180] 测试或计算方法为：基于含时密度泛函理论(TDDFT)，借助爱因斯坦自发辐射公式推算本发明实施例化合物M1～化合物M4的荧光寿命。

[0181] 计算结果具体如表2所示。

[0182] 表2：

[0183]化合物 辐射速率常数 τ(μS)
M1 1.42×105 7.0
M2 5.26×105 1.9
M3 1.92×105 5.2
M4 3.70×105 2.7

[0184] 在表2中，τ表示：荧光寿命。

[0185] 由表2所示的数据可知，本发明的化合物M1～化合物M4的荧光寿命为较传统荧光材料nS级的荧光寿命高出3个量级，表明分子具有典型的延迟荧光性质。

[0186] 三、AIE效应

[0187] 测试本发明实施例化合物M1、化合物M2的AIE效应，测试方法为：

[0188] 分别配制化合物M1、化合物M2溶度为10-5mol/L的THF:H2O溶液(溶剂配比分别为75:25、50:50、25:75、0:100)，使用荧光分光光度计测试其荧光强度。

[0189] 实验结果分别如图5和图6所示。

[0190] 比较化合物M1、化合物M2在不同浓度的THF:H2O溶剂体系中的荧光强度，可以明显看出，随着THF比例的下降、H2O比例的上升，材料的荧光强度大幅增加，具备明显的AIE效应。

[0191] 本发明实施例还涉及一种发光器件，具体为有机发光二极管(OLED)。包括阳极、阴极及设置于阳极和阴极之间的至少一个有机层，有机层包括本发明的化合物。

[0192] 有机层的层数可以为1层，也可以为多层。在有机层中包含主体材料和客体材料，本发明的化合物可作为主体材料，也可作为客体材料。

[0193] 图7为本发明实施例的发光器件的结构示意图，如图9所示，发光器件10包括依次沉积形成的阳极11、空穴传输层12、发光层13、电子传输层14和阴极15。其中空穴传输层12、发光层13、电子传输层14均为有机层，阳极11与阴极15与电连接。该发光器件形成于基底(substrate)上，基底采用玻璃或其他适合材质(如塑料)等，阳极11为ITO或IGZO等透明阳极；阴极15为金属阴极。

[0194] 本发明实施例还涉及一种显示装置，如图8所示，包括本发明的发光器件10。

[0195] 四、本发明实施例化合物用于OLED器件的性能评估

[0196] OLED器件的制备：制备TFT基板；在TFT基板上形成阳极；在电极上形成包含本发明实施例化合物的有机层；形成阴极。

[0197] (一)、以化合物M1为例，将其作为荧光掺杂剂(dopant)制备掺杂体积的OLED器件，设计编号为1#的OLED器件的结构为：

[0198] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:M1(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0199] 为了对比本发明实施例中的化合物的性能，采用经典蓝光发光材料BCzVBi的参比器件(reference)，设计编号为D1#的参比器件的OLED器件结构为：

[0200] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:BCzVBi(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0201] 制备完成后的样品进行性能测试，采用Spectroscan PR 705光谱仪和Keithley 236电流电压源测量系统检测该器件的性能。测试数据如表3所示。电流密度曲线如图9所示(其中C.E.表示电流效率，EQE表示最高外部量子效率)。

[0202] 表3

[0203]

[0204] 表3中，Vturn-on表示启动电压；

[0205] EL(max)表示：最大电流效率；

[0206] 表示：电流密度为10mA/cm2时的电流效率；

[0207] hp(max)表示：最大功率效率；

[0208] EQE(max)表示：外量子效率(External Quantum Efficiency)；

[0209] CIE(x,y)表示：色度坐标。

[0210] 从表3和图9可以看出，器件1#的外量子效率(EQE)较参比器件具有非常显著的提高。同时，启动电压显著减低，有利于降低功耗；CIE(x,y)为(0.13,0.14)，为一种蓝光材料。上述有机发光器件的性能主要源于发光层中的化合物M1自身的TADF特性和AIE效应，利用传统荧光分子(如BCzVBi)跃迁禁阻的三线态激子来发光，从而提高了器件效率。

[0211] (二)、以化合物M2为例，将其作为荧光掺杂剂(dopant)制备掺杂体积的OLED器件，设计编号为2#的OLED器件的结构为：

[0212] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:M2(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0213] 为了对比本发明实施例中的化合物的性能，采用经典蓝光发光材料BCzVBi的参比器件(reference)，设计编号为D2#的参比器件的OLED器件结构为：

[0214] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:BCzVBi(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0215] 制备完成后的样品进行性能测试，采用Spectroscan PR 705光谱仪和Keithley 236电流电压源测量系统检测该器件的性能。测试数据如表4所示。电流密度曲线如图10所示(其中C.E.表示电流效率，EQE表示最高外部量子效率)。

[0216] 表4

[0217]

[0218] 在表4中，Vturn-on表示启动电压；

[0219] EL(max)表示：最大电流效率；

[0220] 表示：电流密度为10mA/cm2时的电流效率；

[0221] hp(max)表示：最大功率效率；

[0222] EQE(max)表示：外量子效率(External Quantum Efficiency)；

[0223] CIE(x,y)表示：色度坐标。

[0224] 从表4和图10可以看出，器件2#的外量子效率(EQE)较参比器件具有非常显著的提高。同时，启动电压显著减低，有利于降低功耗；CIE(x,y)为(0.12,0.52)，为一种蓝绿光材料。上述有机发光器件的性能主要源于发光层中的化合物M2自身的TADF特性和AIE效应，利用传统荧光分子(如BCzVBi)跃迁禁阻的三线态激子来发光，从而提高了器件效率。

[0225] 比较器件1#和器件2#的性能可知，两个器件在CIE表现上不相伯仲，均为较为纯正的蓝光发射。化合物M2虽为蓝绿光发射，但也表现较为优异的器件性能。

[0226] (三)、以化合物M3为例，将其作为荧光掺杂剂(dopant)制备掺杂体积的OLED器件，设计编号为3#的OLED器件的结构为：

[0227] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:M3(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0228] 为了对比本发明实施例中的化合物的性能，采用经典蓝光发光材料BCzVBi的参比器件(reference)，设计编号为D3#的参比器件的OLED器件结构为：

[0229] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:BCzVBi(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0230] 采用Spectroscan PR 705光谱仪和Keithley 236电流电压源测量系统检测该器件的性能。测试数据如表5所示。

[0231] 表5

[0232]

[0233] 表5中，Vturn-on表示启动电压；

[0234] EL(max)表示：最大电流效率；

[0235] 表示：电流密度为10mA/cm2时的电流效率；

[0236] hp(max)表示：最大功率效率；

[0237] EQE(max)表示：外量子效率(External Quantum Efficiency)；

[0238] CIE(x,y)表示：色度坐标。

[0239] 从表5可以看出，器件3#的外量子效率(EQE)较参比器件具有非常显著的提高。同时，启动电压显著减低，有利于降低功耗；CIE(x,y)为(0.13,0.13)，为一种蓝光材料。

[0240] (四)、以化合物M4为例，将其作为荧光掺杂剂(dopant)制备掺杂体积的OLED器件，设计编号为4#的OLED器件的结构为：

[0241] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:M4(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0242] 为了对比本发明实施例中的化合物的性能，采用经典蓝光发光材料BCzVBi的参比器件(reference)，设计编号为D4#的参比器件的OLED器件结构为：

[0243] ITO(100nm)/PEDOT:PSS(40nm)/TAPC(20nm)/ADN:BCzVBi(25nm,5％)/TmPyPb(35nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。

[0244] 采用Spectroscan PR 705光谱仪和Keithley 236电流电压源测量系统检测该器件的性能。测试数据如表6所示。

[0245] 表6

[0246]

[0247] 表6中，Vturn-on表示启动电压；

[0248] EL(max)表示：最大电流效率；

[0249] 表示：电流密度为10mA/cm2时的电流效率；

[0250] hp(max)表示：最大功率效率；

[0251] EQE(max)表示：外量子效率(External Quantum Efficiency)；

[0252] CIE(x,y)表示：色度坐标。

[0253] 从表6可以看出，器件4#的外量子效率(EQE)较参比器件具有非常显著的提高。同时，启动电压显著减低，有利于降低功耗；CIE(x,y)为(0.14,0.48)，为一种蓝绿光材料。

[0254] 本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。