4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及光学和电光材料技术领域，公开了一种基于4,10‑二氧‑5,9‑二硼芘的衍生物、其制备方法及应用。该种二硼氧杂芘衍生物可以是延迟的荧光和/或磷光发射体，具有热分解温度高、三线态能级易调、量子效应高等特点，因而在主体材料、蓝光发光材料或电荷传输/阻隔材料领域有巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物、制备方法及应用
本专利技术涉及光学和电光材料
，特别涉及一种基于4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物的功能材料，可用于OLED显示和照明领域。
技术介绍
能够吸收和/或发射光的化合物可理想地适合用于各种各样的光学和电致发光器件，包括光吸收器件例，如太阳能敏感器件和光敏器件，有机发光二极管(OLED)，光发射器件，或既能够进行光吸收又能进行光发射的器件、以及作为用于生物应用的标志物(marker)的器件。许多研究己致力于发现和优化用于在光学和电致发光器件中使用的有机和有机金属材料。通常，该领域中的研究旨在实现许多目标，包括吸收和发射效率的改善、以及加工能力的改善。尽管化学和电光材料的研究取得了显著的进步，例如红绿磷光有机金属材料已经商业化并应用于OLEDs、照明设备以及先进显示器中，但是目前可利用的材料仍有许多缺点，包括欠佳的机械加工性能、低效的发射或吸收、以及不太理想的稳定性。此外，好的蓝光发光材料非常稀少，一个巨大的挑战就是蓝光器件稳定欠佳，同时主体材料的选择对器件的稳定性和效率有着重要影响。相对红绿磷光材料，蓝光磷光材料最低三线态能级更高，这意味着蓝光器件中主体材料三线态能级需要更高。因此，蓝光器件中的主体材料的限制对其发展又是一个重要问题。具有高三线态能级等优良光物理性质的化合物报道还很少，尤其是可以满足深蓝光磷光器件制备的材料更为有限。OLED器件由包含阳极和阴极的一对电极，以及设置在一对电极之间的包含有机化合物的一层或多层功能层组成。其中有机化合物层包括发光层、电子和空穴注入、电子和空穴传输层。因此，人们已经对具有电荷传输能力的有机材料(它们有可能是半导体)进行了积极地研究，以促进此领域的发展。此外，多环芳烃作为有机电子、颜料、传感器和液层显示器的材料，近年来受到广泛关注，并报道了少数硼氮杂多环芳烃化合物的合成实例，但是适合用作电光器件的主体材料或发光材料的相关硼氮杂多环芳烃化合物材料则更为稀少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物的功能材料及其在作为主体材料、发光材料或电荷传输/阻隔材料在OLED领域的应用。本专利技术的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其结构如式(I)所示：其中，Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、醚、杂环基、苯基、芳氧基、卤素、氰基或其组合；Ar为六元芳基、杂芳基、稠芳基、氮杂稠芳基；m为0-5的整数；n为0-3的整数；且整个分子为5,9位含有两个硼原子的对称结构。优选地，本专利技术的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，结构式(I)中Ar为苯基、萘基、并三苯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、异喹啉基。优选地，本专利技术的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物具有选自如BO1-BO592之一的结构：本专利技术的实施方式还提供一种光学或电光装置，其包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。优选地，本专利技术的实施方式所提供的光学或电光装置包括光吸收装置(如太阳能装置或感光装置)、有机发光二极管(OLED)、光发射器件或能够兼容光吸收和发射的器件。本专利技术的实施方式还提供一种OLED器件，该OLED器件中的发光材料或主体材料包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。本专利技术的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物既可用作OLED器件的主体材料，例如应用于全色显示器等；也可应用于OLED器件的发光材料，例如发光装置和显示器等。相对于现有技术而言，本专利技术的实施方式提供了一系列基于4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物发光材料，该类材料可以是荧光、延迟荧光和/或磷光发射体。本专利技术的实施方式所提供的化合物具有如下特点：其一，硼氧杂芘衍生物材料均有很高的发光量子效率(PLQY)，很短的激发态寿命，此外热分解温度也很高，均高于器件制作时材料的热蒸镀温度(器件制作时材料的热蒸镀温度一般不高于280℃)，这些性质都有利于此类硼氧杂芘衍生物用于发光材料，和进一步的商业化应用。其二，硼氧杂芘衍生物结构多样且易于修饰，使其具有易于调节的三线态能级(T1)，可用作各种发光体的主体材料。本专利技术所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中，部分材料具有很高的三线态能级(2.97-3.06eV)，可用作蓝光、尤其是深蓝光发光体的主体材料。因此，本专利技术为目前急缺的深蓝光主体材料提供了一个有效的解决途径，可大大促进蓝光和深蓝光主体材料领域的发展。本专利技术的实施方式所提供的以该类4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物作为主体材料的薄膜数据和器件数据，亦充分表明本专利技术的硼氧杂芘衍生物可作为很好的主体材料，尤其是作为目前急缺的蓝光和深蓝光发光体主体材料，具有较佳的可行性及优越性。附图说明图1是化合物BO3的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；图2是化合物BO3的热重分析(TGA)曲线原始谱图；其热分解温度接近300℃。图3是化合物BO80的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；图4是化合物BO312的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；图5是化合物BO466的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；图6是化合物BO543的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；图7是化合物BO555的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；图8是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-功率效率曲线；图9是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-外部量子效率曲线；图10是以化合物BO80作为主体材料之器件的电压-亮度曲线；图11是以化合物BO80作为主体材料之器件在亮度为1000尼特时的电致发光谱图。具体实施方式可通过参考以下具体实施方式和其中包含的实施例而更容易地理解本公开。在披露和描述本专利技术的化合物，器件，和/或方法之前，应该理解他们不限于具体的合成方法(否则会另外指出)，或者具体的试剂(否则会另外指出)，因为这当然是能够变化的。也应该理解本专利技术中使用的术语仅是用于描述具体方面的目的，而不意图是限制。虽然与本专利技术描述的那些类似或者等价的任何方法和材料都可用于该实践或者试验，下面描述示例性的方法和材料。在说明书和所附权利要求中所用的术语单数形式“一种(a)”、“一个(an)”、和“所述(the)”包含复数指示物，否则上下文中会清楚地另外指出。因此，例如，提及“组分”时包含两种或多种组分的混合物。本专利技术所使用的术语“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情况可以或不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的情况及它不发生的情况。本专利技术披露了可用于制备本专利技术所述的组合物的组分，以及要用于本专利技术中披露的方法中的组合物本身。这些和其它物质披露于本专利技术中，并且应该理解当披露了这些物质的组合、子集、相互作用、组、等，而不能具体地披露这些化合物的每个各种单独和总的组合和置换的具体参参考时，每个都具体地在本专利技术中预期和描述了。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4,10‑二氧‑5,9‑二硼芘衍生物，其特征在于，所述衍生物的结构如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，所述衍生物的结构如式(I)所示：其中，Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、醚、杂环基、苯基、芳氧基、卤素、氰基或其组合；Ar为六元芳基、杂芳基、稠芳基、氮杂稠芳基；m为0-5的整数；n为0-3的整数；且整个分子为5,9位含有两个硼原子的对称结构。2.根据权利要求1所述的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，结构式(I)中Ar为苯基、萘基、并三苯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、异喹啉基。3.根据权利要求1所述的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵杰，戴健鑫，冯琦，陈少海，佘远斌，
申请(专利权)人：浙江工业大学，瑞声光电科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33