一种硼氮化合物、有机电致发光组合物及包含其的有机电致发光器件制造技术

本公开提供一种式(I)的硼氮化合物、包含所述化合物的组合物及它们在有机电致发光领域中的应用。通过采用本发明专利技术提供的化合物或组合物制备的有机电致发光器件能实现具有窄光谱发射的高效绿光和红光电致发光。谱发射的高效绿光和红光电致发光。谱发射的高效绿光和红光电致发光。

【技术实现步骤摘要】
一种硼氮化合物、有机电致发光组合物及包含其的有机电致发光器件


[0001]本专利技术属于有机电致发光
，具体涉及一种硼氮化合物、有机电致发光组合物及包含前述化合物或组合物的有机电致发光器件。

技术介绍

[0002]有机电致发光技术在全色显示和固态白光照明领域展示出巨大的应用前景，在科研界以及产业界都得到了广泛的研究和关注。有机小分子光电材料因其结构明确、易于修饰、提纯加工简单等优点而被大量的用作高性能电致发光材料。目前来说，传统荧光染料分子往往具有很高的光致荧光量子产率，但基于这些荧光材料的电致发光器件受制于25％内量子效率的限制，电致荧光器件外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。目前能实现突破25％的内量子效率限制的荧光电致发光器件主要采用了延迟荧光机制，利用该机制能有效利用器件内的三重激发态能量。延迟荧光机制主要包括两类：(1)TTA(Triplet-Triplet Annihilation，三重态-三重态湮灭)机制；(2)TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence，热活化延迟荧光)机制。TTA机制是利用两个三重态激子融合产生单重态激子，提高单重态激子生成比率的机制，但其器件最大内量子效率只有40％～62.5％。TADF机制是利用具有较小单重态-三重态能级差(ΔE
ST
)的有机小分子材料，其三重态激子在环境热能下可通过反向系间窜越(RISC)这一过程转化为单重态激子的机制。理论上其器件内量子效率能达到100％。但其器件在高亮度下效率滚降较大，限制了其在全色显示和白光照明中的应用。TADF分子主要作为客体材料掺杂在宽禁带主体材料中实现高效率的热活化延迟荧光(见J.Am.Chem.Soc.2012,134,14706；Nature,2012,492,234；Mater.Horiz.,2014,1,264)。
[0003]和传统荧光分子局域态(LE)发光不同，TADF发射主要源自分子内电荷转移(ICT:intramolecular charge transfer)态的跃迁。由于绝大多数TADF发光分子结构采用电子给体(D:donor)基团与电子受体(A；acceptor)基团通过共轭或者非共轭连接的形式，即所谓的D-A结构(结构1)，其电子给体基团和电子受体基团空间上是分离的，将该类分子定义为：分离型D-A结构。这种D-A型结构有利于分子的最高占有轨道(HOMO:the highest occupied molecular orbital)和最低空轨道(LUMO:the lowest unoccupied molecular orbital)实现空间上的分离，进而容易获得TADF发光。而且，基于D-A型结构很容易实现发射光谱峰位(波长)即发光颜色的调控，其原因在于电子给体和电子受体的结构及相对得失电子能力容易优化。但是，如结构1所示的D-A结构很容易导致分子处于基态和激发态时的构型和构象变化、产生丰富的分子振动模式，因此基于结构如结构1所示的TADF分子发射光谱谱带较宽，多数这类发光分子的发射光谱半峰宽超过100nm。较宽的光谱虽然有利于照明上的应用，但却不能够满足显示领域高色纯度的要求。而OLED发光最主要的用途在于显示，所以TADF材料的窄光谱设计(即较小半峰宽)显得十分必要。
[0004][0005]近年来报道(见Angew.Chem.2018,130,11486；J.Am.Chem.Soc.,2018,140,1195；Adv.Mater.2016,28,2777；CN109155368A；WO2016/152544A1；WO2017/188111A1；WO2018/150832A1；WO2018/186374A1；WO2018/216990A1)了一些基于三配位B(硼)的发光化合物，其结构特征在于发光化合物至少含有一个B原子与三个苯环配位形成的刚性非常强的生色基核心结构，而且与B配位的三个苯环与N共价连接，这类分子被称为B-N配合物(结构2)，即化合物是由芳香胺类有机分子与B配位形成的发光化合物。
[0006][0007]这类三配位B配合物的前线分子轨道具有一个特点，即最高占有轨道(HOMO:the highest occupied molecular orbital)和最低空轨道(LUMO:the lowest unoccupied molecular orbital)分别以交替布居(即所谓的共振结构)的方式分布在配位体系中，B处于LUMO轨道上，N处于HOMO轨道上。这类B-N配合物由于其独特HOMO和LUMO交替布局电子结构(共振结构)使该类材料具有激发态电荷转移及TADF发光性能(将该类分子定义为：共振型D-A分子)，而且十分重要的是其发射光谱谱带很窄，发射光谱半峰宽可以达到20nm左右。基于此类化合物可以制备出高性能蓝光或者天蓝光(发光光光谱的峰值处于450-490nm之间)有机电致发光器件，而且电致发光光谱很窄(半峰宽为25nm左右)。然而，尚未有基于这种B-N配位结构制备出发射光谱较窄的绿光(发光峰位处于520-535nm之间)及红光(发光峰位处于625-640nm之间)材料的报道。其主要原因在于，虽然通过扩大芳香胺共轭程度可以获得发光峰位处于绿光甚至红光区的分子，但是共轭体系扩大以后会破坏HOMO和LUMO交替布局的电子结构，因此导致发射光谱变宽，无法获得窄光谱发射材料。
[0008]因此，仍然存在对具有窄光谱发射特性的新型绿光和红光有机电致发光材料的需求。

技术实现思路

[0009]为了克服现有绿光和红光有机电致发光材料(发光峰位处于520nm以上的有机发光材料)发射光谱过宽的缺陷，本公开提供了一种在绿光至红光区发光且具有窄光谱TADF发光特性的有机化合物、组合物及其有机电致发光器件。
[0010]一方面，本公开提供一种硼氮化合物，其为如通式(I)所表示的有机化合物：
[0011][0012]其中，E代表单键，m和n独立地代表单键的数目，m和n各自独立地为0或1；
[0013]R和R0独立地为H、D(氘)、C
3-C6环烷基、C6芳基、C1～C
12
烷基或C1～C
12
烷氧基；
[0014]R
11
、R
22
、R
33
和R
44
独立地为H、D(氘)、氟、CN、C1～C
20
烷基、C1～C
20
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
a
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
a
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
a
取代的二苯胺基；或者R
11
、R
22
与其相连的苯环一起形成稠合的双环、三环或四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼氮化合物，其具有通式(I)所示的结构，其中，E代表单键，m和n独立地代表单键的数目，m和n各自独立地为0或1；R和R0独立地为H、D(氘)、C
3-C6环烷基、C6芳基、C1～C
12
烷基或C1～C
12
烷氧基；R
11
、R
22
、R
33
和R
44
独立地为H、D(氘)、氟、CN、C1～C
20
烷基、C1～C
20
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
a
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
a
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
a
取代的二苯胺基；或者R
11
、R
22
与其相连的苯环一起形成稠合的双环、三环或四环；或者R
33
、R
44
与其相连的苯环一起形成稠合的双环、三环或四环；R
a
每次出现时独立地为D(氘)、氟、CN、C1～C
12
烷基、C1～C
12
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
b
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
b
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
b
取代的二苯胺基；R
b
每次出现时独立地为D(氘)、氟、CN、C1～C
12
烷基、C1～C
12
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
c
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
c
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
c
取代的二苯胺基；R
c
每次出现时独立地为D(氘)、氟、CN、C1～C
12
烷基、C1～C
12
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、或者二苯胺基；所述烷基、烷氧基、环烷基、芳基、杂芳基任选取代有一个或多个氟、-CN、C
1-C6烷基、C
1-C6烷氧基、C
1-C6卤代烷基、C
2-C6烯基、C
3-C
10
环烷基、C
6-C
14
芳基、或者5-至18-元杂芳基。2.权利要求1的硼氮化合物，其发射光谱的发光峰位在520-700nm且发射光谱半峰宽小于等于60nm。3.权利要求1的硼氮化合物，该化合物的前线分子轨道的特点在于：HOMO与LUMO以交替的方式分布于式I的环a、环b、环c、环d、环e的环原子以及同时与其中三个环相连的一个B和两个N上，HOMO还分布在环f和环g的环原子上，式I中的三个N上分布HOMO。4.权利要求1的硼氮化合物，其为如通式(I-1)、(I-2)、(I-3)、(I-4)、(I-5)或(I-6)所
表示的化合物：其中，R和R0独立地为H、D(氘)、C
3-C6环烷基、C6芳基、C1～C
12
烷基或C1～C
12
烷氧基；R1、R2、R5和R6每次出现时独立地为H、D(氘)、氟、CN、C1～C
20
烷基、C1～C
20
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
a
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
a
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
a
取代的二苯胺基；或者R1、R2与其相连的苯环一起形成稠合的双环、三环或四环；或者R5、R6与其相连的苯环一起形成稠合的双环、三环或四环；R
a
每次出现时独立地为D(氘)、氟、CN、C1～C
12
烷基、C1～C
12
烷氧基、C
3-C
10
环烷基、C6～C
14
芳基、被一个或多个R
b
取代的C6～C
14
芳基、5-至18-元杂芳基、被一个或多个R
b
取代的5-至18-元杂芳基、二苯胺基、或者被一个或多个R
b
取代的二苯胺基；R
b
每次出现时独立地为D(氘)、氟、CN、C1～C
12
烷基、C1～C
12

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，李志强，宋小贤，毕海，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：