有机电致发光材料及其器件制造技术

公开了一种有机电致发光材料及其器件。所述有机电致发光材料采用具有新型咔唑结构的化合物，可用作电致发光器件中的空穴阻挡材料、主体材料。这些新型化合物能提供更好的器件性能，例如可以获得非常低的驱动电压、高效率、以及长寿命的的器件性能。

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光材料及其器件
本专利技术涉及用于有机电子器件的化合物，例如有机电致发光器件。更特别地，涉及一种新型咔唑化合物，以及包含该化合物的有机电致发光器件和化合物配方。
技术介绍
有机电子器件包括但是不限于下列种类：有机发光二极管(OLEDs)，有机场效应晶体管(O-FETs)，有机发光晶体管(OLETs)，有机光伏器件(OPVs)，染料-敏化太阳能电池(DSSCs)，有机光学检测器，有机光感受器，有机场效应器件(OFQDs)，发光电化学电池(LECs)，有机激光二极管和有机电浆发光器件。其中，OLED以其独特的优越性能，如拥有广色域、几乎无穷高的对比度、极高反应速度、可弯曲，节能等，越来越受欢迎。OLED可以根据其发光机制分为三种不同类型。Tang和vanSlyke专利技术的OLED是荧光OLED。它只使用单重态发光。在器件中产生的三重态通过非辐射衰减通道浪费了。因此，荧光OLED的内部量子效率(IQE)仅为25％。这个限制阻碍了OLED的商业化。1997年，Forrest和Thompson报告了磷光OLED，其使用来自含络合物的重金属的三重态发光作为发光体。因此，能够收获单重态和三重态，实现100％的IQE。由于它的高效率，磷光OLED的发现和发展直接为有源矩阵OLED(AMOLED)的商业化作出了贡献。最近，Adachi通过有机化合物的热激活延迟荧光(TADF)实现了高效率。这些发光体具有小的单重态-三重态间隙，使得激子从三重态返回到单重态的成为可能。在TADF器件中，三重态激子能够通过反向系统间穿越产生单重态激子，导致高IQE。OLED的发光颜色可以通过发光材料结构设计来实现。OLED可以包括一个发光层或多个发光层以实现期望的光谱。绿色，黄色和红色OLED，磷光材料已成功实现商业化。蓝色磷光器件仍然具有蓝色不饱和，器件寿命短和工作电压高等问题。商业全彩OLED显示器通常采用混合策略，使用蓝色荧光和磷光黄色，或红色和绿色。目前，磷光OLED的效率在高亮度情况下快速降低仍然是一个问题。此外，期望具有更饱和的发光光谱，更低的驱动电压，更高的效率和更长的器件寿命。咔唑类有机半导体材料由于其优越的光电性能、氧化还原性能、稳定性等，使其在光电器件中有着广泛的应用。WO2013100538A1公开了如下结构咔唑化合物：特别是此申请专利技术人注意到了咔唑与吡啶、嘧啶、三嗪等氮杂六元芳环的结合之后所得化合物的种种优点，但其并没有明确意识到三嗪结构的独特优势。此外，在三嗪与咔唑环连接的位置选择上，也没有意识到咔唑环上除了此专利技术所明确公开的3-位之外的其它取代位置尤其是2-位取代的优势。KR1020180060474A，EP2991128A1以及US20150228908A1都公开了三嗪等氮杂环结构通过单键或者亚(杂)芳基类连接基团与咔唑环上4-位连接而构成的化合物。然而，KR1020180060474A中还要求在咔唑单元上进一步连接咔唑基团，这样有可能导致过多增强空穴传输能力的不利结果。EP2991128A1中主要关注于咔唑-4-位有三嗪取代的化合物与特定的具有联咔唑与苯并噻吩并嘧啶、苯并呋喃并嘧啶结构的第二主体化合物的组合使用。US20150228908A1同样也注意到在咔唑4-位引入氮杂芳环的优势，其使用了三嗪、嘧啶、喹喔啉、嘧啶并嘧啶、吡嗪并咪唑等一系列氮杂芳环结构，同样没有意识到在咔唑环上的其它位置尤其是2-位取代的优势。US20120223276A1中公开了如下结构：两种含咔唑或磷杂芴结构单元的化合物。此申请中注意到了咔唑环上引入氮杂芳环结构的优势，但氮杂芳环引入的位置多变，涉及咔唑环2-位、3-位及9-位(咔唑的氮原子上)取代的化合物，其并未意识到将三嗪基团固定在咔唑环特定位置进行取代的特殊优势。然而目前报道的咔唑类有机半导体材料在光电器件中载流子传输能力、效率、寿命等存在一定的局限性。因此，该类材料的应用潜能值得继续深入的研究开发。本专利技术公开了一种新型咔唑化合物，该化合物可提升器件寿命，提供更好的器件性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一系列具有新型咔唑结构化合物来解决至少部分上述问题。所述化合物可用作有机电致发光器件中的主体材料、空穴阻挡材料。这些新型化合物能提供更好的器件性能，例如可以获得非常低的驱动电压、高效率、以及长寿命的的器件性能。根据本专利技术的一个实施例，公开一种具有式1结构的化合物：其中Ra选自联苯基，三联苯基，萘基，菲基，三亚苯基，芴基，二苯并呋喃基；其中n为Rb的个数，n选自1，2，3或4；当n≥2时，所述Rb选自相同结构或不同结构；所述Rb各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，苯基，联苯基和三联苯基；其中Rc，Rd和Re各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，及其组合；并且，其中R1具有式2的结构：其中L是单键，或是取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基；其中R2和R3各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，及其组合；当R2和R3选自所述组中取代的基团时，所述取代的基团中的所述取代选自氘，卤素，未取代的具有1-20个碳原子的烷基，未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，未取代的具有6-30个碳原子的芳基，及其组合。根据本专利技术的另一实施例，还公开了一种电致发光器件，其包括阳极，阴极，设置在所述阳极和阴极之间的有机层，所述有机层包含具有如上所述的式1结构的化合物。根据本专利技术的另一实施例，还公开了一种化合物配方，其包含具有如上所述的式1结构的所述化合物。本专利技术公开的具有新型咔唑结构的化合物，可用作电致发光器件中的空穴阻挡材料、主体材料。与已有的化合物相比，这些新型化合物能提供更好的器件性能，例如非常低的驱动电压、高效率、长使用寿命。附图说明图1是可以含有本文所公开的化合物和化合物配方的有机发光装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有式1的化合物：/n

【技术特征摘要】
1.具有式1的化合物：



其中Ra选自联苯基，三联苯基，萘基，菲基，三亚苯基，芴基，二苯并呋喃基；
其中n为Rb的个数，n选自1，2，3或4；当n≥2时，所述Rb的结构可以是相同或不同的；所述Rb各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，苯基，联苯基和三联苯基；
其中Rc，Rd和Re各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，及其组合；
并且，其中R1具有式2的结构：



其中L选自单键，或是取代或未取代的具有6-60个碳原子的亚芳基；
其中R2和R3各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，及其组合；
当R2和R3选自所述组中取代的基团时，所述取代的基团中的所述取代选自氘，卤素，未取代的具有1-20个碳原子的烷基，未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，未取代的具有6-30个碳原子的芳基，及其组合。


2.如权利要求1所述的化合物，其中R2和R3是未取代的具有6-30个碳原子的芳基。


3.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中R2和R3各自独立地选自苯基，联苯基或三联苯基。


4.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中R2和R3中至少一个是联苯基或三联苯基。


5.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中L选自单键，或者取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基；优选的，L是单键。


6.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中Rb是氢。


7.如前述任一项权利要求所述的化合物，其中Rc，Rd和Re是氢。


8.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的群组：






























































9.如权利要求8所述的化合物，其中化合物1至化合物270中的氢能够部分或完全被氘取代。


10.一种电致发光器件，其包括：
阳极，
阴极，
设置在所述阳极和阴极之间的有机层，所述有机层包含具有式1的化合物：



其中
Ra选自联苯基，三联苯基，萘基，菲基，三亚苯基，芴基，二苯并呋喃基；
n为Rb的个数，n选自1，2，3或4；当n≥2时，所述Rb的结构可以是相同或不同的；所述Rb各自独立地选自由以下组成的组：氢，氘，苯基，联苯基和三联苯基；
Rc，Rd...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，王乐，李长青，邝志远，夏传军，
申请(专利权)人：北京夏禾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11