一种含硼化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种含硼化合物，具有如式(I)示的结构，硼原子具有空P轨道，故可以与周围芳基的Π电子云形成相互作用，进而表现出良好的发光特性。该含硼化合物具有TADF的发光特性，通过分子结构优化，调控了分子的TADF特性，使分子获得很小的ΔEST，可以实现激子从T1到S1的高效反系间穿越，实现接近100％的内量子效率。同时采用弱D‑A结构的分子设计，用弱给电子特性的片段并通过引入甲基等单元，成功实现弱D‑A结构的TADF特性，有效抑制D‑A结构分子的分子内电荷转移，实现高效发光的同时获得了窄的发光光谱。本发明专利技术还公开了一种有机电致发光器件，至少有一个功能层中含有上述的含硼化合物。

A Boron-Containing Compound and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a boron-containing compound, which has a structure as shown in formula (I). The boron atom has an empty P orbit, so it can interact with the surrounding aromatic electron cloud, thereby showing good luminescence characteristics. The boron-containing compound has the luminescent properties of TADF. By optimizing the molecular structure, the TADF properties of the molecule are regulated, so that the molecule can obtain a very small EST, which can realize the high-efficiency inversion crossing of excitons from T1 to S1, and achieve nearly 100% internal quantum efficiency. At the same time, the TADF characteristics of weak D_ A structure were successfully realized by using weak electron-donating fragments and introducing methyl units. The intramolecular charge transfer of D_ A structure molecules was effectively suppressed, and the narrow emission spectrum was obtained at the same time. The invention also discloses an organic electroluminescent device, in which at least one functional layer contains the above boron-containing compound.

【技术实现步骤摘要】
一种含硼化合物及其制备方法与应用
本专利技术显示
，具体涉及一种含硼有机发光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
有机电致发光(OEL)器件(以下简称“OEL”器件)拥有自发光，高对比度，广色域，广视角，快速响应等一系列的优点。1963年Pope等人率先发现了有机化合物电致发光现象[JChemPhys,38:2042]，1987年C.T.Tang等人首先专利技术了OEL器件，并实现了低电压，高亮度发光[ApplPhysLett,1987,51:913]。目前的OEL器件一般包含互相对立的阴阳极和夹在两个电极之间的一种或一种以上的有机层。电子与空穴分别由阴和阳极注入有机层，最终在有机发光层中复合并使有机材料产生光发射。对于OEL器件，有机发光层材料起到至关重要的作用。目前，荧光材料和磷光材料均被应用于OLED显示和照明技术。虽然磷光发光材料可以有效的利用三线态激子，可以使内量子效率达到100％[Nature,1998,395:151]。但由于重金属原子(Ir，Pt，Au等)的存在，材料存在成本高、环境危害大等问题。同时磷光材料在稳定性上仍然有所欠缺，特别是蓝光磷光材料在发光寿命方面存在较大问题，无法满足商业应用，目前产业化的蓝光材料仍然为荧光材料。荧光材料具有制备简单、价格低廉等优势，但由于受到自身激子利用率的限制发光效率较低，开发高效率、长寿命的荧光材料，特别是蓝色荧光材料一直是OLED材料领域的热点。进一步利用新的分子设计理念，突破传统荧光材料的效率极限(内量子效率<25％)，设计、合成更加高效的有机荧光材料更是成为OLED材料的研发重点。热激活延迟荧光(TADF)材料拥有传统荧光材料相似的分子结构，材料制备简单，环境友好且价格低廉，同时由于对三线态激子的有效利用，延迟荧光材料可以获得100％的内量子效率，实现媲美磷光材料的高效发光[Nature,2012,492:234]。鉴于TADF材料的优势，TADF材料迅速成为科研机构和公司研发的重点，TADF材料兼有荧光和磷光材料优势的特点，很有希望解决目前OLED器件发光效率低、寿命短的缺陷，整体提升OLED的技术水平。有机分子具有TADF特性的前提是分子的单线态(S1)和三线态(T1)的能量差(ΔEST)要足够小，研究发现让分子的HOMO-LUMO进行有效的分离可以获得较小的ΔEST。目前TADF材料广泛使用的分子设计思路是将给体单元(D)与受体单元(A)连接起来，让HOMO分布在D片段上，LUMO分布在A片段上，进而让分子实现TADF特性，但这样的设计增加分子内的电荷转移，TADF分子的发射光谱较传统的荧光材料会展宽，影响材料发光的色纯度，制约了TADF材料的进一步应用。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的热活化延迟荧光材料的发射光谱会展宽，影响材料发光的色纯度的缺陷，从而提供一类新型的含硼化合物及其制备方法与应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种含硼化合物，其特征在于，具有如式(I)所示的结构：其中，R1-R2彼此独立地选自氢、重氢、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C30的取代或未取代的烯基、C2-C30的取代或未取代的炔基、C3-C30的取代或未取代的环烷基、C6-C60的取代或未取代的苯基、C1-C30的取代或未取代的硅烷基；L1和L2彼此独立地选自单键、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C10的取代或未取代的烯基、C2-C10的取代或未取代的炔基、C3-C15的取代或未取代的环烷基，或者如下取代或未取代的芳基：R3-R4彼此独立地选自氢、重氢、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C30的取代或未取代的烯基、C2-C30取代或未取代的炔基、C3-C30的取代或未取代的环烷基、C6-C60的取代或未取代的苯基、C1-C30的取代或未取代的硅烷基；Ar1、Ar2彼此独立地选自上述取代或未取代的芳基。可选地，所述R1-R2彼此独立地选自氢、C1-C6的烷基、苯基、联苯基、金刚烷基、萘基、蒽基、菲基、芴基、芘基、苝基、碗烯基、三亚苯基、荧蒽基；所述R3-R4彼此独立地选自氢、C1-C6的烷基、苯基、联苯基、金刚烷基、萘基、蒽基、菲基、芴基、芘基、苝基、碗烯基、三亚苯基、荧蒽基。可选地，上述含硼化合物，具有下述任一所示的分子结构：本专利技术提供了上述的含硼化合物的制备方法，所述式(I)所示化合物的合成步骤如下所示：以式(A)所示的化合物、式(B)所示的化合物和式(C)所示的化合物为起始原料，经偶联反应得到式(I)所示的化合物；所述式(I)所示化合物的合成路径如下所示：其中，X为H或Br。本专利技术提供了上述的含硼化合物作为热活化延迟荧光材料的应用。本专利技术提供了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件的至少有一个功能层中含有权利要求1-3任一项所述的含硼化合物。可选地，所述功能层为发光层。进一步可选地，所述发光层的材料包括主体材料和客体发光染料，所述客体发光材料为所述含硼化合物。进一步可选地，所述发光层的材料包括主体材料和客体发光染料，所述主体材料为所述含硼化合物，所选客体发光染料具有热活化延迟荧光性能。本专利技术技术方案，具有如下优点：1、本专利技术提供的含硼化合物，该含硼化合物中含有硼原子，因其具有空P轨道，故该空P轨道可以与周围芳基的Π电子云形成相互作用，进而表现出良好的发光特性。该含硼化合物具有TADF的发光特性，通过分子结构优化，调控了分子的TADF特性，使分子获得很小的ΔEST(见理论计算结果)。可以实现激子从T1到S1的高效反系间穿越，实现接近100％的内量子效率。同时，为了实现高效发光的同时拥有窄的发射光谱和良好的色纯度，基于本专利技术的发光材料(即含硼化合物)，在分子设计上采用弱D-A结构的分子设计，用弱给电子特性的片段(如：苯环、萘环等)代替常用的D片段(咔唑、三苯胺等)，进一步通过引入甲基等单元，成功实现弱D-A结构的TADF特性，这样的分子设计可以有效抑制D-A结构分子的分子内电荷转移，实现高效发光的同时获得了窄的发光光谱。不仅如此，相比于强D-A结构的TADF分子设计思路，这样的分子设计可以有效减弱发光红移现象，进而很好的实现短波长发光。2、本专利技术提供的含硼化合物，通过进一步调控R1-R2以及R3-R4的取代基团，能够进一步调节材料分子的TADF特性，使分子获得很小的ΔEST，同时有效抑制D-A结构分子的分子内电荷转移，实现高效发光的同时获得了窄的发光光谱。3、本专利技术提供的含硼化合物的制备方法，起始原料易于获得，反应条件温和，操作步骤简单，为上述含硼化合物的大规模生产提供了一种简单、易于实现的制备方法。4、本专利技术提供的有机电致发光器件，该有机电致发光器件的至少有一个功能层中含有上述含硼化合物，通过该含硼化合物能在实现有机电致发光器件高效发光的同时获得了窄的发光光谱，同时，能有效减弱发光红移现象，进而很好的实现短波长发光。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硼化合物，其特征在于，具有如式(I)所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种含硼化合物，其特征在于，具有如式(I)所示的结构：其中，R1-R2彼此独立地选自氢、重氢、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C30的取代或未取代的烯基、C2-C30的取代或未取代的炔基、C3-C30的取代或未取代的环烷基、C6-C60的取代或未取代的苯基、C1-C30的取代或未取代的硅烷基；L1和L2彼此独立地选自单键、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C10的取代或未取代的烯基、C2-C10的取代或未取代的炔基、C3-C15的取代或未取代的环烷基，或者如下取代或未取代的芳基：R3-R4彼此独立地选自氢、重氢、C1-C30的取代或未取代的烷基、C2-C30的取代或未取代的烯基、C2-C30取代或未取代的炔基、C3-C30的取代或未取代的环烷基、C6-C60的取代或未取代的苯基、C1-C30的取代或未取代的硅烷基；Ar1、Ar2彼此独立地选自上述取代或未取代的芳基。2.根据权利要求1所述的含硼化合物，其特征在于，所述R1-R2彼此独立地选自氢、C1-C6的烷基、苯基、联苯基、金刚烷基、萘基、蒽基、菲基、芴基、芘基、苝基、碗烯基、三亚苯基、荧蒽基；所述R3-R4彼此独立地选自氢、C1-C6的烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华，朱文明，陈志宽，
申请(专利权)人：宁波卢米蓝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33