一种含硼杂环化合物及其在有机光电器件中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种含硼杂环化合物及其在有机光电器件中的应用，一种含硼杂环化合物，其由通式(1)表示，本发明专利技术还包括所述的含硼杂环化合物制成的材料在有机电致发光元件中的应用和所述的有机电致发光元件在有机电致发光显示装置中的应用。本发明专利技术提供的一种含硼杂环化合物具有与硼杂蒽衍生物类似的结构，具有给‑受体结构，较小的△Est能量值，合适的HOMO/LUMO值，可以实现有机EL元件高亮度、低电压、高效率以及使用寿命长，同时，本发明专利技术的化合物制成的材料具有较高的热稳定性，可显著提高发光器件的发光稳定性，可广泛应用在OLED发光器件及显示装置上作为发光层主体材料或者热活性延迟荧光发光材料使用。

A boron containing heterocyclic compound and its application in organic optoelectronic devices

The invention provides a boron-containing heterocyclic compound and its application in organic optoelectronic devices. A boron-containing heterocyclic compound is represented by general formula (1). The invention also includes the application of materials made of the boron-containing heterocyclic compound in organic electroluminescent devices and the application of the organic electroluminescent elements in organic electroluminescent devices. Application in display device. A boron-containing heterocyclic compound provided by the invention has a structure similar to that of a boron heterocyclic derivative, a donor-acceptor structure, a smaller Est energy value and a suitable HOMO/LUMO value, which can realize high brightness, low voltage, high efficiency and long service life of an organic EL element. Meanwhile, the material made of the compound of the invention has a device. It has high thermal stability and can significantly improve the light-emitting stability of light-emitting devices. It can be widely used in OLED light-emitting devices and display devices as the main material of the light-emitting layer or thermal active delayed fluorescence materials.

【技术实现步骤摘要】
一种含硼杂环化合物及其在有机光电器件中的应用
本专利技术涉及发光效率高的有机发光元件和有机电致发光功能材料领域，尤其涉及一种含硼杂环化合物及其在有机光电器件中的应用。
技术介绍
作为一种自发光的电子元件，有机电致发光OLED(OrganicLightEmissionDiodes)显示照明元件的发光机理是在直流电场的作用下，借助有机半导体功能材料将电能直接转化为光能的新型光电信息技术的一种。其发光色彩可为单独的红、绿、蓝、黄光或者是组合白光。OLED发光显示技术的最大特点在于超薄、响应速度快、超轻量、面发光及柔性显示，可用于制造单色或全色显示器，作为新型光源技术，还可以制作照明产品或新型背光源技术用于制造液晶显示器。按照发光原理，有机电致发光元件(有机EL元件)可分为荧光型与磷光型这两类。对于有机EL元件施加电压，注入来自阳极的空穴与来自阴极的电子，他们在发光层中再次结合形成激子。依据电子自旋统计法，单线态激子与三重态激子以25％:75％的比例生成。荧光型因为使用了单线态激子来发光，故其内部量子效率只能达到25％。磷光材料由重金属元素构成，通过隙见穿越可以同时利用单线态和三线态能量，内量子效率可以达到100％。热活性延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有较小的单线态-三线态能级差(ΔEst)，三线态激子可以通过反隙间穿越转变成单线态激子发光，可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％，同时材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。近几年的研究结构表明：TADF材料不仅可以作为发光层中的发光材料(dopant)，也可以做为发光层中的主体材料来敏化dopant，这类器件有助于提高传统器件的效率，改善器件的色纯度，提高器件的工作寿命，是一类具有广阔应用前景的有机电致发光功能材料。为了制备高性能的OLED发光器件，需要选择和使用高性能的OLED功能材料，对应不同作用的OLED功能材料而言，需要具备的基本要求如下：1、具有良好的热稳定性，即在长时间蒸镀过程中材料不会分解，同时要求材料具有良好的工艺再现性；2、搭配OLED功能材料制作的OLED发光器件具有良好的性能，即要求具有更好的效率，更长的寿命，以及更低的电压。这就要求材料需具有合适的HOMO、LUMO，合适的三线态能量。3、作为TADF材料首先材料应具有较小的△Est(一般＜0.1eV)，另外应具有合适的磷光寿命。近几年，虽然OLED功能材料的发展取得了一些突破，但是作为照明或者显示应用，需要发掘和创新性能更好的材料，特别是要能够应用于磷光OLED体系的主体材料和TADF体系的具有长寿命、高效率的更好性能的有机功能材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以提高有机电致发光器件使用效率和使用寿命的一种含硼杂环化合物及其在有机光电器件中的应用。本专利技术的技术解决方案是：一种含硼杂环化合物，其特征在于，由下述通式(1)表示：式(1)中，X为之一，与硼原子构成具有较强的吸电子能力的杂环母体；其中R1、R2、R3相同或者不同，R1、R2、R3各自独立为给电子基团，由下述通式(2)、(3-i、3-ii、3-iii)或(4-i、4-ii、4-iii)表示的基团，式(2)中，L为芳基或杂芳基，n为0～5的整数；Ar1、Ar2相同或者不同地表示为任意位置取代或未取代的C6至C30芳香族杂环基，当Ar1、Ar2含取代基时，取代基为甲基、异丙基、叔丁基、甲氧基、苯基、联苯基、萘基、胺基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一；式(3-i)、(3-ii)、(3-iii)中，R4、R5相同或者不同，分别为氢原子、叔丁基、甲基、氰基、三氟甲基、氟基、甲氧基、异丙基、二甲胺基、二苯胺基以及苯基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一，Z是氧原子、硫原子或者碳原子；式(4-i)中W为氧原子、硫原子、Cm1m2、Sim1m2、Nm3，其中m1、m2分别为氢原子、甲基、乙基、丙基、叔丁基、苯基、胺基、咔唑基、呋喃基中的一种，m3是氢原子、苯基、胺基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪、任意位置取代或未取代的C6至C30芳香族杂环基中的一种，任意位置取代基为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、氰基、三氟甲基；式(4-ii)、(4-iii)中W为碳原子或硅原子之一。通式(2)中，L为苯基、联苯基、吡啶。通式(2)中，Ar1、Ar2为苯基、胺基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一。通式(2)优选结构如下所示之一：通式(3-i、3-ii、3-iii)优选结构如下所示之一：式(4-i)中的芳香族杂环基团为3,9-二苯基-9H-咔唑基、3-二苯并呋喃-4-基-9-苯基-9H-咔唑基、3-(9,9-二甲基-9H-芴-1-基)-9-苯基-9H-咔唑基、12,12-二甲基-12H-10-氧杂-茚并[2,1-B]芴基、螺二芴基；通式(4-i、4-ii、4-iii)优选结构如下所示之一：所述通式(1)中连接给电子基团R1、R2、R3为任意位置取代或未取代的成环碳原子数为6～30的含5/6元杂环芳基，任意位置取代基为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、氰基、三氟甲基；或2～3个所述胺基，或未取代的成环碳原子数为6～30的第二杂环基。所述通式(1)中连接给电子基团R1、R2、R3为呋喃基、咔唑基、噻吩基、吖啶基、吩啞嗪基、5,10二苯基5,10-二氢吩嗪基、9,9-二苯基-9,10-二氢吖啶基。所述通式(1)中连接给电子基团R1、R2、R3为二苯胺基、三苯胺基、联苯-4-基-苯基-胺基、(4-二苯并呋喃-1-基-苯基)-苯基-胺基。所述通式(1)中连接给电子基团R1、R2、R3为3-二苯并呋喃-1-基-9-苯基-9H-咔唑基、9,9'-二苯基-9H-，9'H-[3,3']咔唑基、3-(9,9-二甲基-9H-芴-3-基)-9-苯基-9H-咔唑基、5-二苯并呋喃-2-基-5,10-二氢吩嗪。所述通式(2)中，n为1时，L为二价的连接基团；n为2～5时，L为三价～六价的连接基团。所述的含硼杂环化合物制成的材料在有机电致发光元件中的应用。一种有机电致发光元件，包括：彼此相对的阳极(1)和阴极(10)；位于所述阳极和所述阴极(10)之间的至少一个有机层；有机层依次包括透明导电膜(2)、空穴注入层(3)、第一空穴传输层(4)、第二空穴传输层(5)、发光层(6)、空穴阻挡层(7)、电子传输层(8)和电子注入层(9)；其中所述有机层包括发光层(6)，所述发光层(6)包含所述的含硼杂环化合物制成的材料。所述发光层(6)主体材料或发光层(6)中的掺杂剂材料分别包含所述的含硼杂环化合物制成的材料。所述的有机电致发光元件在有机电致发光显示装置中的应用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种含硼杂环化合物具有与硼杂蒽衍生物类似的结构，具有给-受体结构，较小的△Est能量值，合适的HOMO(最高分子占有轨道)/LUMO(最低分子未占有轨道)值，可以实现有机EL元件高亮度、低电压、高效率以及使用寿命长，同时，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硼杂环化合物，其特征在于，由下述通式(1)表示：

【技术特征摘要】
1.一种含硼杂环化合物，其特征在于，由下述通式(1)表示：通式（1）中，X为之一，与硼原子构成具有较强的吸电子能力的杂环母体；其中R1、R2、R3相同或者不同，R1、R2、R3各自独立为给电子基团，由下述通式(2)、(3-i、3-ii、3-iii)或(4-i、4-ii、4-iii)表示的基团，通式(2)中，L为芳基或杂芳基，n为0～5的整数；Ar1、Ar2相同或者不同地表示为任意位置取代或未取代的C6至C30芳香族杂环基，当Ar1、Ar2含取代基时，取代基为甲基、异丙基、叔丁基、甲氧基、苯基、联苯基、萘基、胺基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一；通式(3-i)、(3-ii)、(3-iii)中，R4、R5相同或者不同，分别为氢原子、叔丁基、甲基、氰基、三氟甲基、氟基、甲氧基、异丙基、二甲胺基、二苯胺基、以及苯基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一，Z是氧原子、硫原子或者碳原子；通式(4-i)中W为氧原子、硫原子、Cm1m2、Sim1m2、Nm3，其中m1、m2分别为氢原子、甲基、乙基、丙基、叔丁基、苯基、胺基、咔唑基、呋喃基中的一种，m3是氢原子、苯基、胺基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪、任意位置取代或未取代的C6至C30芳香族杂环基中的一种，任意位置取代基为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、氰基、三氟甲基；通式(4-ii)、(4-iii)中W为碳原子或硅原子之一。2.如权利要求1所述的含硼杂环化合物，其特征在于，通式(2)中，L为苯基、联苯基、吡啶。3.如权利要求1所述的含硼杂环化合物，其特征在于，通式(2)中，Ar1、Ar2为苯基、胺基、联苯基、萘基、咔唑基、呋喃基、噻吩基、芴基、吖啶、吩啞嗪之一。4.如权利要求1所述的含硼杂环化合物，其特征在于，通式(2)优选结构如下所示之一：5.如权利要求1所述的含硼杂环化合物，其特征在于，通式(3-i、3-ii、3-iii)优选结构如下所示之一：6.如权利要求1所述的含硼杂环化合物，其特征在于，通式(4-i)中的基团为3,9-二苯基-9H-咔唑基、3-二苯并呋喃-4-基-9-苯基-9H-咔唑基、3-(9,9-二甲基-9H-芴-1-基)-9-苯基-9H-咔唑基、12,12-二甲基-12H-10-氧杂-茚并[2,1-B]芴基、螺二芴基。7.如权利要求1所述的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙军，刘凯鹏，张宏科，杨燕，高仁孝，王小伟，刘骞峰，
申请(专利权)人：西安瑞联新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61