本发明专利技术公开了一种含重原子的化合物、其应用及采用其的磷光发光主体或热激活延迟荧光主体和有机电致发光器件。该化合物具有如下式(I)所示的结构式，其中包括供电子基团、吸电子基团以及至少一个重原子。本发明专利技术的重原子化合物，适合于在电发光显示器中作发光主体材料，利用重原子效应，有效提高了器件的发光效率。
A Heavy Atomic Compound, Its Application and Organic Electroluminescent Devices
The invention discloses a compound containing heavy atoms, its application and the phosphorescent or thermally activated delayed fluorescent main body and organic light-emitting device using the phosphorescent main body or the thermo-activated delayed fluorescent main body. The compound has a structural formula as shown in formula (I), including an electron donor group, an electron acceptor group and at least one heavy atom. The heavy atom compound of the invention is suitable to be used as the main material of light emitting in the electroluminescent display, and the light emitting efficiency of the device is effectively improved by utilizing the heavy atom effect.
【技术实现步骤摘要】
一种含重原子化合物、其应用及有机电致发光器件
本专利技术涉及有机电致发光
，更具体地，涉及一种含有重原子基团的化合物、其在有机电致发光领域的应用及采用其作为发光主体材料的有机电致发光器件。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)在大面积、高分辨率平板显示方面具有巨大潜能，在过去数十年科研人员对发光材料进行了不断的研发。目前，发光材料主要是磷光OLED材料，利用自旋和轨道的耦合，通过能量的系间穿越过程，其内量子效率理论上能达到100％，相较之前理论上内量子效率只有25％的荧光OLED材料有了很大程度的提高。2009年，日本九州大学的Adachi教授发现了基于三线态-单线态跃迁的热激活延迟荧光(TADF)材料，这类材料被称为第三代OLED高效发光材料。为了有效利用三线态能量，常用的方法包括，三线态-三线态湮灭，三线态-单线态系间穿越。通过重原子效应能有效促进三线态能量向单线态能量的反向系间跃迁。因此，在器件制备过程中添加卤化物的添加剂有助于效率的提升。基于此，我们设计开发了一些列双极性主体材料，引入重原子，有利于提高器件的发光效率。本专利技术利用含重原子化合物材料作为热激活延迟荧光或者磷光染料主体，由本专利技术的重原子化合物负责电子和空穴的复合，实现载流子平衡，是良好的发光主体材料，另一方面，重原子基团的引入，有利于三线态至单线态能量的传输，更有利于磷光发光材料和TADF发光材料的主体材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种含有重原子基团的双极性化合物材料、其在有机电致发光领域的应用及采用其作为发光主体材料的有机电致发光器件，以解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种含重原子化合物，一种含重原子化合物，其特征在于，该化合物具有如下式(I)所示的结构：其中，Ar1、Ar2和Ar3独立的选自取代或未取代的C2～C30的杂芳基、取代或未取代的C6～C18的芳烃基；且Ar1、Ar2和Ar3至少一个为取代的杂芳基或芳烃基，所述取代基中的至少一个为重原子，所述的重原子选自金属原子、氯、溴、碘；优选的，所述的重原子为溴；其中Ar3为供电子基团；X、Y、Z独立的选自N或CR1，其中R1为H或C1～C4的烷基，并且X、Y和Z中的1个、2个或者3个为N，以此形成吸电子基团。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种如上所述的含重原子化合物在制备有机电致发光器件中作为发光主体材料的应用。作为本专利技术的还一个方面，本专利技术还提供了一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和插入在所述第一电极和第二电极之间的若干有机层，其特征在于，所述有机层中含有如上所述的重原子化合物。通过上述技术方案可知，本专利技术的重原子化合物具有双极性(同时具有吸电子基团和供电子基团)，有利于电子和空穴的传输，实现载流子平衡，是良好的发光主体材料，另一方面，重原子基团的引入，有利于三线态至单线态能量的传输，更有利于磷光发光材料和TADF发光材料的主体材料。本专利技术的化合物采用主体敏化客体的机理，能将主体的激发态能量迅速传递给发光客体染料，更有效的利用三线态激子，从而避免三线态激子的堆积，避免效率滚降严重的问题，能够有效提高有机电致发光器件的发光效率。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种重原子化合物，一种含重原子化合物，其特征在于，该化合物具有如下式(I)所示的结构：其中，Ar1、Ar2和Ar3独立的选自取代或未取代的C2～C30的杂芳基、取代或未取代的C6～C18的芳烃基；且Ar1、Ar2和Ar3至少一个为取代的杂芳基或芳烃基，所述取代基中的至少一个为重原子，所述的重原子选自金属原子、氯、溴、碘；优选的，所述的重原子为溴；X、Y、Z独立的选自N或CR1，其中R1为H或C1～C4的烷基，并且X、Y和Z中的1个、2个或者3个为N，以此形成吸电子基团。在本专利技术的一个优选实施方式中，其中Ar3为供电子基团。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于化合物HOMO能级位于4.0～7.0eV,优选范围为5.0～6.0eV,更优选5.3～5.8eV。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于所述的Ar1和Ar2独立的选自苯基、萘基、联苯基；任选地，所述的Ar1和/或Ar2被0、1或2个溴取代。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于Ar3由式(I-1)、(I-2)或(I-3)所表示，其中(I-1)、(I-2)或(I-3)所表示结构式任选的被0～5个独立的选自C1～C4的烷基、氯和/或溴取代；W为-CO-、-C(R2R3)-、-NR4-、-O-或-S-；其中R2和R3独立的为氢、C1～C4的烷基；R4为连接位点、氢、C1～C4的烷基、苯基、卤素取代的苯基或C1～C4烷基取代的苯基；n为0或1；当n为0时，对于式(I-1)和式(I-2)而言，其表示与W连接的键断开，对于式(I-3)而言，其表示与W连接的键直接相连或者断开；当与W连接的键断开时，与W连接的苯环上的位点可以为氢、C1～C4的烷基、苯基、卤素取代的苯基或C1～C4烷基取代的苯基；*表示连接位点；对于式(I-1)而言，其连接位点可以是两个苯环，当n为1且W为-NR4-时，其连接位点可以是两个苯环或者是W上的N，此时R4不存在；Ar4为氢、C1～C4烷基、溴、苯基、C1～C4烷基取代的苯基、1～2个溴取代的苯基。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的Ar3由式I-4～24所表示；所述的式I-4～20任选的被0、1、2或3个重原子所取代，所述重原子优选为溴和/或氯；*表示连接位点。在上述结构中，供电子基团与吸电子基团通过芳环相连，可实现电子和空穴的传输功能，有利于发光层的载流子平衡，实现电子和空穴的有效复合；重原子基团的引入，有助于实现自旋和轨道耦合，实现三线态能量向单线态能量的系间穿越，从而提高器件的发光效率。最优选地，所述含重原子化合物为具有A1～A31所示结构式的化合物之一：下面将以多个合成实施例为例来详述本专利技术的上述新化合物的具体制备方法，但本专利技术的制备方法并不限于这多个合成实施例，本领域技术人员可以在其基础上在不悖离本专利技术原则的前提下进行任何修改、等同替换、改进等，而将该方法扩展到本专利技术的权利要求书要求保护的技术方案的范围之内。本专利技术中所用的各种化学药品如石油醚、乙酸乙酯、正己烷、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸、磷酸钾、叔丁醇钠等基础化工原料均可在国内化工产品市场买到。合成实施例1化合物A1的合成：在1L三口瓶中，氮气保护下，加入5g9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸(0.017mol，1.0eq)和2,4,6-三(3-溴苯基)-1,3,5-三嗪10g(0.018mol，1eq)、甲苯300ml，水100ml、碳酸钠5g(0.047mol，2.7eq)。氮气置换后，加入0.12g双苯基二氯化钯(0.17mmol，0.01eq)。加热80度约16小时，TLC监测反应完全(PE：EA，20：1)。降至室温后，分液，有机相旋干，柱层析，用石油醚：二氯甲烷(100：1)冲柱，将为反应完的原料冲出，然后用石油醚：二氯甲烷(20：1)将产品冲出，旋干，用乙酸乙脂煮洗，将至室温抽滤。烘干后得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含重原子的化合物，其特征在于，该化合物具有如下式(I)所示的结构：
【技术特征摘要】
1.一种含重原子的化合物，其特征在于，该化合物具有如下式(I)所示的结构：其中，Ar1、Ar2和Ar3独立的选自取代或未取代的C2～C30的杂芳基、取代或未取代的C6～C18的芳烃基；且Ar1、Ar2和Ar3至少一个为取代的杂芳基或芳烃基，所述取代基中的至少一个为重原子，所述的重原子选自金属原子、氯、溴、碘等；优选的，所述的重原子为溴；X、Y、Z独立的选自N或CR1，其中R1为H或C1～C4的烷基，并且X、Y和Z中的1个、2个或者3个为N，以此形成吸电子基团。2.根据权利要求1所述的化合物，其中Ar3为供电子基团。3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于化合物HOMO能级位于4.0～7.0eV,优选范围为5.0～6.0eV,更优选5.3～5.8eV。4.根据权利要求1～3任意一项所述的化合物，其特征在于所述的Ar1和Ar2独立的选自苯基、萘基、联苯基；任选地，所述的Ar1和/或Ar2被0、1或2个溴取代。5.根据权利要求4所述的化合物，其特征在于Ar3由式(I-1)、(I-2)或(I-3)所表示，其中(I-1)、(I-2)或(I-3)所表示结构式任选的被0～5个独立的选自C1～C4的烷基、氯和/或溴取代；W为-CO-、-C(R2R3)-、-NR4-、-O-或-S-；其中R2和R3独立的为氢、C1～C4的烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：高文正，范洪涛，任雪艳，
申请(专利权)人：固安鼎材科技有限公司，北京鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13
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