一种以酮类结构为母核的有机化合物及其在OLED器件中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种以含酮类结构为母核的有机化合物及其在有机电致发光器件中的应用，该化合物具有△Est<0.2eV，且2.7eV<T1<3.0eV的特性，连接芳香杂环基团，破坏了分子对称性，从而破坏分子的结晶性，避免了分子间的聚集作用，具有好的成膜性。将本发明专利技术化合物作为发光层材料应用于有机发光二极管上，应用本发明专利技术化合物的OLED器件具有良好的光电性能，能够满足面板制造企业的要求。

An organic compound with ketone structure as the parent nucleus and its application in OLED devices

The invention discloses a structure containing ketone organic compound and its parent nucleus in organic electroluminescent device applications, the compound has a Est< 0.2eV, T1< 3.0eV and 2.7eV< the characteristics of aromatic heterocyclic groups connected, destroys the symmetry of molecules, thus destroying crystalline molecules, avoid aggregation between molecules, has good film-forming property. The compound of the invention is applied as an emitting layer material to organic light-emitting diodes, and the OLED device of the invention has good photoelectric performance, which can meet the requirements of panel manufacturing enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种以酮类结构为母核的有机化合物及其在OLED器件中的应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种基于酮类结构为核心的化合物，以及其作为发光层材料在有机发光二极管上的应用。
技术介绍
有机发光二极管(OLED:OrganicLightEmissionDiodes)成为国内外非常热门的新兴平板显示器产品，这是因为OLED显示器具有自发光、广视角(达175°以上)、短反应时间、高发光效率、广色域、低工作电压(3～10V)、面板薄(可小于1mm)和可卷曲等特性。OLED被喻为21世纪的明星平面显示产品。随着技术越来越成熟，其今后有可能得到迅速发展，前途不可限量。OLED发光的原理是通过施加一个外加电压，空穴和电子克服界面能障后,由阳极和阴极注入，分别进入空穴传送层的HOMO能阶和电子传送层的LUMO能阶；而后电荷在外加电场的驱动下传递至空穴传送层和电子传送层的界面，界面的能阶差使得界面会有电荷的累积；电子、空穴在有发光特性的有机物质内再结合，形成一个激发子，此激发子在一般环境是不稳定的，之后将以光或热的形式释放能量而回到稳定的基态。经由电子、空穴再结合产生的激发态理论上只有25％是单重激发态，其余75％为三重激发态，将以磷光或热的形式回归到基态。有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。热激活延迟荧光(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。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△EST)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这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。虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题：(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征，非常小的S1-T1态能隙，虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种以酮类结构为母核的有机化合物及其在OLED器件上的应用。本专利技术基于TADF机理的酮类化合物为核心作为发光层材料应用于有机发光二极管上，应用本专利技术化合物的OLED器件具有良好的光电性能，能够满足面板制造企业的要求。本专利技术的技术方案如下：一种以酮类结构为母核的有机化合物，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示为氧原子或者；i等于0或1；其中，Ar1表示单键或C6-30的亚芳基中的一种；其中，R1、R2分别独立的选取通式(2)、通式(3)或通式(4)所示结构；R1、R2可以相同或不同；通式(2)、通式(3)或通式(4)通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL’1-CL’2键、CL’2-CL’3键或CL’3-CL’4键连接在通式(1)所示结构上。所述有机化合物的结构通式表示为：中的任一种。所述通式(1)中Ar1右侧的取代基为：中的任一种。所述以酮类结构为母核的化合物的具体结构为：中的任一种。一种含有所述有机化合物的有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括至少一层功能层含有所述以酮类结构为母核的有机化合物。一种包含所述有机化合物的发光器件，所述发光器件中以酮类结构为母核的有机化合物作为发光层材料，用于制作有机电致发光器件。一种制备所述有机化合物的方法，所述制备过程中发生的反应方程式是：反应过程如下：称取酮类卤代化合物和用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却、过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；所述酮类卤化物与的摩尔比为1:1.0～4.0；Pd2(dba)3与酮类卤化物的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与酮类卤化物的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与酮类卤化物的摩尔比为1.0～4.0:1。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术化合物以酮类化合物为母核，破坏分子的结晶性，避免了分子间的聚集作用，具有良好的热稳定性；所述化合物结构分子内包含电子给体(donor,D)与电子受体(acceptor,A)的组合可以增加轨道重叠、提高发光效率，同时连接芳香杂环基团以获得HOMO、LUMO空间分离的电荷转移态材料，实现小的S1态和T1态的能级差(△Est&lt;0.2eV)，从而在热刺激条件下实现反向系间窜越，同时本专利技术化合物具有高的三线态能级(T1)，适合作为发光层材料材料使用，利于主客体材料之间能量传递，提高能量利用率。本专利技术所述化合物可作为发光层材料应用于OLED发光器件制作，获得了良好的器件表现，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。本专利技术所述化合物材料在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。附图说明图1为本专利技术化合物应用的器件结构示意图；其中，1为透明基板层，2为ITO阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为发光层，6为电子传输层，7为电子注入层，8为阴极电极层。图2为器件在不同温度下测量的效率曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1中间体A的合成氮气氛围下，称取原料Ⅰ溶解于四氢呋喃中，再将原料Ⅱ及四(三苯基膦)钯加入，搅拌混合物，再加入碳酸钾水溶液，将上述反应物的混合溶液于反应温度在70-90℃下，加热回流5-20小时。反应结束后，冷却加水、混合物用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，过滤并在减压下浓缩，所得残余物过硅胶柱纯化，得到中间体B；原料Ⅰ与原料Ⅱ的摩尔比为1:1.0～1.5，四(三苯基膦)钯与原料Ⅰ的摩尔比为0.001～0.02:1，碳酸钾与原料Ⅰ的摩尔比为1.0～2.0:1，四氢呋喃与原料Ⅰ的比例为1g:10～30mL。以中间体A1合成为例：在250mL三口瓶中，通入氮气，加入0.04mol原料Ⅰ-1，150mL的四氢呋喃，0.05mol原料Ⅱ-1，0.0004mol四(三苯基膦)钯，搅拌，然后加入0.06mol的K2CO3水溶液(2M)，加热至80℃，回流反应10小时，取样点板，反应完全。自然冷却，用200mL二氯甲烷萃取，分层，萃取液用无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以酮类结构为母核的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种以酮类结构为母核的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示为氧原子或者i等于0或1；其中，Ar1表示单键或C6-30的亚芳基中的一种；其中，R1、R2分别独立的选取通式(2)、通式(3)或通式(4)所示结构；R1、R2可以相同或不同；通式(2)、通式(3)或通式(4)通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL’1-CL’2键、CL’2-CL’3键或CL’3-CL’4键连接在通式(1)所示结构上。2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构通式表示为：中的任一种。3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(1)中Ar1右侧的取代基为：中的任一种。4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述以酮类结构为母核的化合物的具体结构为：中的任一种。5.一种含有权利要求1～4任一项所述有机化合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡啸，张兆超，李崇，唐丹丹，
申请(专利权)人：江苏三月光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32