具有受体基团和供体基团的化合物制造技术

本发明专利技术涉及具有受体基团和供体基团的化合物，尤其是用于电子器件。本发明专利技术还涉及用于制备本发明专利技术化合物的方法和包含这些化合物的电子器件。

Compounds with receptor and donor groups

The present invention relates to compounds having receptor and donor groups, especially for electronic devices. The invention also relates to a method for preparing the compounds of the invention and an electronic device containing these compounds.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有受体基团和供体基团的化合物本专利技术描述了具有受体基团和供体基团的化合物，尤其是用于电子器件。本专利技术还涉及用于制备本专利技术化合物的方法和包含这些化合物的电子器件。发光电子组件越来越多地作为光源投入日常使用。与常规的照明方式相比，它们的优点是能耗低，设计紧凑和使用寿命更长。虽然最初使用无机发光二极管作为照明装置，但有机发光二极管(OLED)也越来越多地用于日常用品，例如用于移动电话的显示器。OLED相比于其无机等效物的优点在于更容易的可加工性。OLED中使用的材料可以溶解在合适的溶剂中。组件的各个层可以例如通过印刷方法施加到基底上。因此，生产弯曲显示器相对简单。由于所述层不是结晶形式，因此与基于无机化合物的LED相比，OLED是柔性的，因此也可以应用于柔性基底以生产柔性屏幕。OLED本身发光，因此不需要任何背光，如在液晶显示器(LCD)的情况下所需的。因此可以使基于OLED的屏幕非常薄。基于OLED的显示器所表现出的另一个优点是对比度非常高，因为未激发的OLED不发射任何光，即完全是黑色的。就光输出而言，已经取得了很大的进展，因此现在可以将用于诱导OLED的电子状态的能量几乎完全转化为光。OLED由多层形成。首先，将阳极施加到基底，所述基底优选是透明的，例如玻璃板或透明聚合物膜。这里通常使用氧化铟锡(ITO)来获得透明阳极。然后将空穴传输层(HTL)施加到阳极。为了便于空穴从阳极转移到空穴传输层，即为了降低空穴注入势垒，通常首先向阳极施加由PEDOT/PSS(掺杂有聚苯乙烯磺酸盐的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩))组成的中间层，然后施加空穴传输层。然后空穴传输层之后是含有或基于比例为例如5重量％至10重量％的染料的发光体层(EL)。然后可以向发光体层施加电子传输层(ETL)。最后，在高真空下，通过气相沉积施加由具有低电子逸出功的金属或合金例如钙、铝、钡、钌、镁/银合金组成的阴极。作为保护层并且为了降低电子的注入势垒，还可以在阴极与ETL之间施加非常薄的氟化锂、氟化铯或银层。因此，OLED的结构相对复杂并且需要多个操作步骤。此外，所用的材料对湿气和氧气敏感，因此必须封装结构以确保OLED将能够长时间起作用。电子从阴极注入层结构，并且空穴从阳极注入层结构作为电荷载流子。电子和空穴朝向彼此并在发光体层中漂移，以形成被称为激子的束缚态。在电荷载流子的复合中，单重态和三重态激子以1:3的比率形成。激子的衰变为染料分子的激发提供能量。激发态然后可以返回到基态，并且这样发射出光子。在从单重态发光(被称为荧光)的情况下，仅最多25％的所生成激子导致发光，而从三重态进行的无辐射跃迁以热的形式损失。从三重态T1到单重态S0的跃迁是高度自旋禁阻的，因此不能用于发光。在三重态发光(被称为磷光)的情况下，理论上可以通过三重态收集来利用所有激子并将它们发射为光。在这种情况下，在高于三重态的能量下另外诱导的单重态通过系间窜越完全松弛到三重态。所用的三重态发光体通常是过渡金属络合物，其中所述金属选自第三周期的过渡元素，例如铱、铂或者金。由于中心贵金属离子的高自旋轨道耦合，允许严格禁阻光学跃迁的三重态-单重态跃迁，并且实现适用于OLED的几μs的发光寿命。然而，随着电流密度的增加以及所得的发光体分子的大部分或全部三重态T1的群体，出现饱和效应，结果，电荷载流子流不再能够完全用于激发态的群体，这意味着产生欧姆损耗并且发光体的效率下降(“滚降”特性)。单重态发光体具有在纳秒范围内的更短的发光寿命，因此如果有的话，滚降效应发生的程度要小得多。通过也利用三重态用于发光，可以提高发光体的效率或量子产率。然而，为此目的，最高占据三重态T1和最低激发单重态S1之间的能量差必须很小，使得可在室温下进行单重态S1的从三重态T1的热增殖。此外，必须启用强的自旋轨道耦合，使得系间窜越能够实现自旋禁阻的T1—→S1跃迁。该跃迁的发光寿命应在小于1μs的范围内，例如约100至600ns。在单重态收集中，如同在三重态收集的情况下，因此它是增殖的最低激发单重态。然而，发光不是来自最低三重态T1，而是经由热增殖来自最低激发单重态S1，使得否则将损失的激发能量几乎完全可用于三重态以发光。该过程被称为热激活延迟荧光(TADF)，并且例如由B.H.Uoyama等,Nature(自然)2012,第492卷,第234页描述的。为了实现该过程，在发光体中需要例如小于约2000cm-1的相对小的单重态-三重态间隔ΔE(S1–T1)。为了开启原则上自旋禁阻的T1—→S1跃迁，以及发光体，可以在具有强自旋轨道耦合的基质中提供另一种化合物，使得经由空间接近性和因此分子之间可能的相互作用实现系间窜越，或者借助于发光体中存在的金属原子产生自旋轨道耦合。合适的发光体特别是展现高电荷转移特性的分子，例如铜化合物。因此，必须配置展现热激活延迟荧光的高度发光的化合物，使得它具有非常小的间隔ΔE(S1–T1)以及>106s-1的相对短的衰变速率，因此在没有光发射的竞争衰变路径中有所下降。已经开发的另一种发光电子组件是有机发光电池(OLEC，也称为LEC或LEEC)。OuibingPei等,Science(科学),1995,296,1086-1088首次描述了OLEC，其中也阐明了基本原理。与OLED相比，OLEC具有更简单的结构并且也更容易生产。例如，与OLED相比，OLEC可以具有更少的层数。另外，OLEC中的有源层可以更厚，因此可以使用更简单的工艺来制造有源发光层。OLEC中的有源发光层可以具有几微米到几十微米的厚度。因此，可以使用诸如喷墨印刷、丝网印刷或喷涂的方法来实现有源层的施加，这些方法也适合于廉价的大规模生产。与OLED相比，OLEC对基底表面的不规则性和有源层中的缺陷展现出较低的敏感性。因此，OLEC更适用于制造大面积发光器件。OLEC包括两个电极和布置在阴极与阳极之间的有源层。所述有源层包括发光有机半导体和提供移动离子的电解质。为了实现光出射，至少一个电极应该是透明的。所用的发光有机半导体可以是例如也用于OLED中的共轭共聚物或离子过渡金属络合物。说明性的过渡金属络合物是三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)或三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)。小分子提供更易于加工的优点，因为它们可以更容易地溶解在合适的溶剂中。然而，在这些溶液的加工中，可出现成膜性差的困难。有机半导体发光的能力取决于最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)的能量及其相对位置。然而，在有机半导体的情况下，可以通过在分子中引入侧链或从不同的有机半导体制备共聚物来调节HOMO和LUMO的能量，使得共聚物链中存在不同的有机半导体。以这种方式，还可能影响有机半导体的溶解性和其成膜性。然而，确定能态位置的轨道之间的相互作用也受聚合物的几何结构和相对于其它分子的相对位置的影响。因此，在由溶液制备的薄膜的情况下，溶剂的改变可以影响HOMO和LUMO的位置，使得有机发光组件的发光由于薄膜的无定形特性而具有相对宽的光谱。大多数金属具有相对高的逸出功，并且由于这个原因，在电极处存在相当大的能量消耗，以便将电子从电极材料注入有机半导体中。在使用碱金属或碱土金属的情况下，这些金属确实具有低的逸出功，使得阴极与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，所述化合物包含至少一种式(I)的结构：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 EP 16198684.91.一种化合物，所述化合物包含至少一种式(I)的结构：其中所用的符号如下：Q是包含具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系的受体基团；HL是供体基团；Ara、Arb相同或不同并且是具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系；Ra、Rb相同或不同并且是H，D，F，Cl，Br，I，B(OR1)2，CHO，C(＝O)R1，CR1＝C(R1)2，CN，C(＝O)OR1，C(＝O)N(R1)2，Si(R1)3，N(R1)2，NO2，P(＝O)(R1)2，OSO2R1，OR1，S(＝O)R1，S(＝O)2R1，具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，或具有3至40个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，所述基团中的每个可被一个或多个R1基团取代，其中一个或多个非相邻的CH2基团可被–R1C＝CR1-、-C≡C-、Si(R1)2、Ge(R1)2、Sn(R1)2、C＝O、C＝S、C＝Se、C＝NR1、NR1、P(＝O)(R1)、-C(＝O)O-、-C(＝O)NR1-、-O-、-S-、SO或SO2代替并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2代替，或具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R1基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R1基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团，或具有10至40个芳族环原子并且可被一个或多个R1基团取代的二芳基氨基基团、二杂芳基氨基基团或芳基杂芳基氨基基团；或这些体系的组合；同时，Ra和Rb一起或与Ara或Arb基团一起可形成单环或多环的脂族、杂脂族、芳族或杂芳族环系；R1在每种情况下相同或不同并且是H，D，F，Cl，Br，I，B(OR2)2，CHO，C(＝O)R2，CR2＝C(R2)2，CN，C(＝O)OR2，C(＝O)N(R2)2，Si(R2)3，N(R2)2，NO2，P(＝O)(R2)2，OSO2R2，OR2，S(＝O)R2，S(＝O)2R2，具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，或具有3至40个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，所述基团中的每个可被一个或多个R2基团取代，其中一个或多个非相邻的CH2基团可被–R2C＝CR2-、-C≡C-、Si(R2)2、Ge(R2)2、Sn(R2)2、C＝O、C＝S、C＝Se、C＝NR2、NR2、P(＝O)(R2)、-C(＝O)O-、-C(＝O)NR2-、-O-、-S-、SO或SO2代替并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2代替，或具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R2基团取代的芳族或杂芳族环系，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团，或具有10至40个芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的二芳基氨基基团、二杂芳基氨基基团或芳基杂芳基氨基基团；或这些体系的组合；同时，两个或更多个R1基团一起可形成单环或多环的脂族、杂脂族、芳族或杂芳族环系；R2在每种情况下相同或不同并且是H，D，F，Cl，Br，I，B(OR3)2，CHO，C(＝O)R3，CR3＝C(R3)2，CN，C(＝O)OR3，C(＝O)N(R3)2，Si(R3)3，N(R3)2，NO2，P(＝O)(R3)2，OSO2R3，OR3，S(＝O)R3，S(＝O)2R3，具有1至40个碳原子的直链的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，或具有3至40个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，所述基团中的每个可被一个或多个R3基团取代，其中一个或多个非相邻的CH2基团可被–R3C＝CR3-、-C≡C-、Si(R3)2、Si(R3)2、Ge(R3)2、Sn(R3)2、C＝O、C＝S、C＝Se、C＝NR3、NR3、P(＝O)(R3)、-C(＝O)O-、-C(＝O)NR3-、-O-、-S-、SO或SO2代替并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2代替，或具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R3基团取代的芳族或杂芳族环系，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团，或具有5至60个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团，或具有10至40个芳族环原子并且可被一个或多个R3基团取代的二芳基氨基基团、二杂芳基氨基基团或芳基杂芳基氨基基团，或这些体系的组合；同时，两个或更多个R2取代基一起也可形成单环或多环的脂族、杂脂族、芳族或杂芳族环系；R3在每种情况下相同或不同并且是H，D，F或具有1至20个碳原子的脂族、芳族和/或杂芳族烃基基团，其中氢原子还可被F代替；同时，两个或更多个R3取代基一起也可形成单环或多环的脂族、杂脂族、芳族或杂芳族环系。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于式(I)中的Ara和/或Arb基团不同于根据符号HL的供体基团。3.根据权利要求1或2所述的化合物，其特征在于所述供体基团HL包含基团并且优选是选自式(H-1)至(H-3)的基团其中虚线键标记连接位置，并且Ar2、Ar3、Ar4各自独立地是具有6至40个碳原子的芳基基团或具有3至40个碳原子的杂芳基基团，所述基团中的每个可被一个或多个R1基团取代；p是0、1、2、3、4、5或6，优选是0、1、2或3并且更优选是0、1或2，并且Z是CR12、SiR12、C＝O、N-Ar1、BR1、PR1、POR1、SO、SO2、Se、O或S，优选是CR12、N-Ar1、O或S，其中R1基团具有权利要求1中给出的定义，并且Ar1代表具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系，具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳氧基基团，或具有5...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·斯托塞尔，克里斯蒂安·埃伦赖希，菲利普·哈巴克，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE