一种有机化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种有机化合物及其应用，所述有机化合物具有如式I所示结构，通过结构框架的设计和特定基团的引入，有效降低了HOMO和LUMO之间的重叠程度，使三重态和单重态之间的能级差降低到300meV以下，满足三线态能量向单线态逆向窜越，具有相对平衡的辐射跃迁速率，具有良好的TADF特性。所述有机化合物具有优异的载流子传输性能、电子迁移率与空穴迁移率的平衡以及稳定性，且制备成本低、环保，其应用于OLED器件，适用于作为发光层材料，发光机制为TADF，发光量子效率较高，能够提高器件的发光效率，降低驱动电压和能耗，延长器件的工作寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种有机化合物及其应用


[0001]本专利技术属于有机电致发光材料
，具体涉及一种有机化合物及其应用。

技术介绍

[0002]有机电致发光是新兴的光电技术，自1987年有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode，OLED)兴起，就吸引了工业界和科学界的高度关注，被认为是最具竞争力的显示技术。相比于传统的无机电致发光器件，OLED器件具有响应快、效率高、功耗低、色彩全、易弯曲、视角广、自发光、超薄、可大面积显示和生产工艺简单等优点，在平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业得到了广泛的应用。
[0003]OLED器件通常具有类三明治的叠层结构，包括阴极、阳极以及夹设于阴阳极之间的有机层，向器件的电极施加电压时，电荷在电场作用下在有机层中迁移复合而发光。在OLED器件的有机层中，发光层的性质十分重要，直接决定了OLED器件的发光性能。研究表明，根据发光机制，OLED的发光层材料主要分为以下四种：荧光材料、磷光材料、三线态
‑
三线态湮灭(TTA)材料和热激活延迟荧光(TADF)材料。
[0004]荧光材料的单线激发态S1通过辐射跃迁回到基态S0，根据自旋统计，激子中单线态和三线态激子的比例为1:3，所以荧光材料的最大内量子产率不大于25％；依据朗伯发光模式，光取出效率约为20％，故基于荧光材料的OLED器件的外量子效率EQE一般不超过5％。
[0005]磷光材料的三线激发态T1直接辐射衰减到基态S0，由于重原子效应，可以通过自旋偶合作用，加强分子内部系间窜越，直接利用75％的三线态激子，从而实现在室温下S1和T1共同参与的发射，理论最大内量子产率可达100％。依据朗伯发光模式，光取出效率为20％左右，故基于磷光材料的OLED器件的EQE可以达到20％。但是磷光材料基本为Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金属配合物，生产成本较高，不利于大规模生产。而且，在高电流密度下，磷光材料存在严重的效率滚降现象，同时磷光OLED器件的稳定性并不好。
[0006]TTA材料中，两个三线态激子相互作用产生一个单线态激子，通过辐射跃迁回到基态S0。两个相邻的三线态激子，复合生成一个更高能级的单线激发态分子和一个基态分子，但是两个三线态激子产生一个单线态激子，所以理论最大内量子产率只能达到62.5％。为了防止产生较大的效率滚降现象，在这个过程中三线态激子的浓度需要调控。
[0007]TADF材料中，当S1态和T1态的能级差较小且T1态激子寿命较长时，在一定温度条件下，分子内部发生反向系间窜越(RISC)，T1态激子通过吸收环境热量转换到S1态，再由S1态辐射衰减至基态S0。因此，TADF材料可同时利用75％的三线态激子和25％的单线态激子，理论最大内量子产率可达100％。TADF材料主要为有机化合物，不需要稀有金属元素，生产成本低，且可通过多种方法进行化学修饰，实现性能的进一步优化。
[0008]目前，有很多研究工作致力于TADF材料的开发，但目前已发现的TADF材料较少，而且其性能难以满足人们对OLED器件的高性能要求，TADF材料在发光性能、稳定性和制备工艺等方面均有很大的提升空间。因此，本领域亟待开发更多种类、更高性能的新的TADF材料。

技术实现思路

[0009]为了开发更多种类、更高性能的TADF材料，本专利技术的目的之一在于提供一种有机化合物，所述有机化合物具有如式I所示结构：
[0010][0011]式I中，Y为N或CR。
[0012]式I中，X选自O、S、NR
N
、CR
C1
R
C2
或SiR
S1
R
S2
。
[0013]R、R
N
、R
C1
、R
C2
、R
S1
、R
S2
各自独立地选自氢、氘、取代或未取代的C1～C30直链或支链烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
[0014]式I中，L选自取代或未取代的C6～C40亚芳基、取代或未取代的C3～C40亚杂芳基中的任意一种。
[0015]式I中，R1、R2各自独立地选自氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
[0016]式I中，n1选自0～4的整数，例如可以为0、1、2、3或4。
[0017]式I中，n2选自0～5的整数，例如可以为0、1、2、3、4或5。
[0018]本专利技术中，所述C1～C30各自独立地可以为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C15、C16、C18、C20、C22、C24、C26或C28等。
[0019]所述C6～C40各自独立地可以为C6、C8、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28、C30、C32、C34、C36或C38等。
[0020]所述C3～C40各自独立地可以为C3、C4、C5、C6、C8、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28、C30、C32、C34、C36或C38等。
[0021]本专利技术中，所述卤素包括氟、氯、溴或碘。
[0022]本专利技术提供的有机化合物中，通过分子结构的设计，使其作为新型的TADF材料，满足两个条件：(1)S1态与T1态之间的能级差ΔE
ST
较小，ΔE
ST
与HOMO和LUMO的重叠程度呈正相关，通过引入电子给体单元D和电子受体单元A以及大空间位阻的构建单元L来降低HOMO和LUMO之间的重叠程度，从而获得ΔE
ST
≤300meV的S1态与T1态之间的低能级差；(2)相对平衡的辐射跃迁速率，单位时间内，三线态跃迁到单线态的电子数目和单线态跃迁到基态的电子数目比例基本相一致，避免以热的形式造成的能量损失。所述有机化合物应用于OLED器件，适用于作为发光层材料，其发光机制为TADF，发光量子效率较高，显著改善了OLED器件的发光性能。
[0023]本专利技术的目的之二在于提供一种OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及设置于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层，所述有机薄膜层包括至少一种如目的之一所述的
有机化合物。
[0024]本专利技术的目的之三在于提供一种显示面板，所述显示面板包括如目的之二所述的OLED器件。
[0025]本专利技术的目的之四在于提供一种显示装置，所述显示装置包括如目的之三所述的显示面板。
[0026]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术提供的有机化合物通过结构框架的设计和特定基团的引入，有效降低了HOMO和LUMO之间的重叠程度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有如式I所示结构：其中，Y为N或CR；X选自O、S、NR
N
、CR
C1
R
C2
或SiR
S1
R
S2
；R、R
N
、R
C1
、R
C2
、R
S1
、R
S2
各自独立地选自氢、氘、取代或未取代的C1～C30直链或支链烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；L选自取代或未取代的C6～C40亚芳基、取代或未取代的C3～C40亚杂芳基中的任意一种；R1、R2各自独立地选自氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；n1选自0～4的整数；n2选自0～5的整数。2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，R、R
N
、R
C1
、R
C2
、R
S1
、R
S2
、L、R1、R2中所述取代的取代基各自独立地选自氘、卤素、氰基、C1～C10直链或支链烷基、C3～C20环烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10烷硫基、C6～C20芳基、C2～C20杂芳基或C6～C20芳胺基中的至少一种。3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述Y为N或CR，所述R选自氢、氘、苯基、吡啶基、联苯基或萘基中的任意一种。4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R
N
、R
C1
、R
C2
、R
S1
、R
S2
各自独立地选自C1～C6直链或支链烷基、取代或未取代的C6～C18芳基、取代或未取代的C3～C18杂芳基中的任意一种；所述取代的取代基各自独立地选自氘、C1～C6直链或支链烷基、C3～C6环烷基、C1～C6烷氧基、C1～C6烷硫基或C6～C18芳胺基中的至少一种。5.根据权利要求4所述的有机化合物，其特征在于，所述R
N
、R
C1
、R
C2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓东阳，陈庆，刘营，张磊，
申请(专利权)人：上海天马有机发光显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：