一种电致发光材料及器件制造技术

公开了一种电致发光材料及器件。所述电致发光材料具有H

【技术实现步骤摘要】
一种电致发光材料及器件


[0001]本专利技术涉及用于有机电子器件的化合物，例如有机发光器件。更特别地，涉及一种由吲哚和吡咯稠合氮杂大环与氮杂二苯并噻吩、氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并硒吩及其类似结构连接而成的化合物，以及包含该化合物有机电致发光器件和化合物配方。

技术介绍

[0002]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。
[0003]1987年，伊斯曼柯达的Tang和Van Slyke报道了一种双层有机电致发光器件，其包括芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(Applied Physics Letters，1987,51(12):913-915)。一旦加偏压于器件，绿光从器件中发射出来。这个专利技术为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。最先进的OLEDs可以包括多层，例如电荷注入和传输层，电荷和激子阻挡层，以及阴极和阳极之间的一个或多个发光层。由于OLEDs是一种自发光固态器件，它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。此外，有机材料的固有特性，例如它们的柔韧性，可以使它们非常适合于特殊应用，例如在柔性基底制作上。
[0004]OLED可以根据其发光机制分为三种不同类型。Tang和van Slyke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。
[0005]OLEDs也可以根据所用材料的形式分类为小分子和聚合物OLED。小分子是指不是聚合物的任何有机或有机金属材料。只要具有精确的结构，小分子的分子量可以很大。具有明确结构的树枝状聚合物被认为是小分子。聚合物OLED包括共轭聚合物和具有侧基发光基团的非共轭聚合物。如果在制造过程中发生后聚合，小分子OLED能够变成聚合物OLED。
[0006]已有各种OLED制造方法。小分子OLED通常通过真空热蒸发来制造。聚合物OLED通过溶液法制造，例如旋涂，喷墨印刷和喷嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶剂中，小分子OLED也可以通过溶液法制造。
[0007]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，更高的效率和更长的器件寿命。
[0008]KR1020150077220A公开了一种有机电致发光化合物，具有如下结构的有机光学化合物其公开的通式化合物X1可以为N(Ar1)，但并未公开和教导吲哚稠合氮杂大环结构单元与氮杂二苯并噻吩、氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并硒吩及其类似结构的结构单元连接而成的有机化合物。
[0009]US20180337340A1公开了一种有机电致发光化合物和包含其的有机电致发光装置，其包含有机层，所述有机层含一种或多种主体，其第一主体为具有如下结构的有机光学化合物：但其所公开的化合物必须具有喹唑啉或喹喔啉的结构单元，且必须键合喹唑啉或喹喔啉的2位，并未公开和教导吲哚稠合氮杂大环结构单元与氮杂二苯并噻吩、氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并硒吩及其类似结构的结构单元连接而成的有机化合物。
[0010]然而目前报道的众多主体材料仍有提升的空间，为满足业界日益提升的需求，特别是对于更高的器件效率、更长的器件寿命以及更低的驱动电压等性能的需求，新型的材料仍然需要进一步的研究开发。

技术实现思路

[0011]本专利技术旨在提供一系列具有吲哚和吡咯稠合氮杂大环与氮杂二苯并噻吩、氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并硒吩及其类似结构的结构单元连接而成的有机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。这些新型化合物能有效提升器件的电流效率和外量子效率，能提供更好的器件性能。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，公开一种化合物，其具有H-L-E的结构，
[0013]其中H具有由式1表示的结构：
[0014][0015]在式1中，A1、A2和A3每次出现时相同或不同地选自N或CR，环A、环B和环C每次出现时相同或不同地选自具有5-18个碳原子的碳环，或者具有3-18个碳原子的杂环；
[0016]R
x
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；
[0017]E具有由式2表示的结构：
[0018][0019]在式2中，Y1至Y8各自独立地选自N、C或CR
y
，并且Y1至Y8中至少一个选自N；
[0020]Z选自CR
z
R
z
，SiR
z
R
z
，NR
z
，BR
z
，PR
z
，O，S或Se；当同时存在两个R
z
时，两个R
z
可以相同或不同；
[0021]L选自单键，取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的亚杂芳基，或其组合；
[0022]其中，R，R
x
，R
y
和R
z
每次出现时相同或不同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3-20个环原子的杂环基，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2-20个碳原子的烯基，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，取代或未取代的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其具有H-L-E的结构，其中H具有由式1表示的结构：在式1中，A1、A2和A3每次出现时相同或不同地选自N或CR，环A、环B和环C每次出现时相同或不同地选自具有5-18个碳原子的碳环，或者具有3-18个碳原子的杂环；R
x
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；E具有由式2表示的结构：在式2中，Y1至Y8各自独立地选自N、C或CR
y
，并且Y1至Y8中的至少一个选自N；Z选自CR
z
R
z
，SiR
z
R
z
，NR
z
，BR
z
，PR
z
，O，S或Se；当同时存在两个R
z
时，两个R
z
可以相同或不同；L选自单键，取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的亚杂芳基，或其组合；其中，R，R
x
，R
y
和R
z
每次出现时相同或不同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3-20个环原子的杂环基，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2-20个碳原子的烯基，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，取代或未取代的具有0-20个碳原子的氨基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，羟基，巯基，亚磺酰基，磺酰基，膦基，及其组合；相邻的取代基R，R
x
能任选地连接形成环；相邻的取代基R
y
，R
z
能任选地连接形成环。2.如权利要求1所述的化合物，其中所述环A、环B和环C每次出现时相同或不同地选自5元碳环，具有6-18个碳原子的芳环，或者具有3-18个碳原子的杂芳环；优选地，所述环A、环B和环C每次出现时相同或不同地选自5元碳环，苯环，5元杂芳环，或6元杂芳环。3.如权利要求1或2所述的化合物，其中所述H具有由式1-a表示的结构：
其中，A1至A3每次出现时相同或不同地选自N或CR，X1至X
10
每次出现时相同或不同地选自N或CR
x
；R，R
x
每次出现时相同或不同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3-20个环原子的杂环基，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2-20个碳原子的烯基，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，取代或未取代的具有0-20个碳原子的氨基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，羟基，巯基，亚磺酰基，磺酰基，膦基，及其组合；相邻的取代基R，R
x
能任选地连接形成环；优选地，其中R，R
x
每次出现时相同或不同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2-20个碳原子的烯基，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0-20个碳原子的氨基，氰基，异氰基，羟基，巯基，及其组合。4.如权利要求3所述的化合物，其中R和R
x
中至少有一个选自氘，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，或者取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基；优选地，R和R
x
中至少有一个选自氘，苯基，联苯基，或吡啶基。5.如权利要求3或4所述的化合物，其中A1至A3之间的相邻的取代基R，X1至X3之间相邻的取代基R
x
，X4至X6之间相邻的取代基R
x
，以及X7至X
10
之间相邻的取代基R
x
，这些相邻的取代基组之中至少有一组连接形成环。6.如权利要求1-5中任一项所述的化合物，其中所述H选自由以下结构组成的组：
其中，任选地，所述结构H-1至H-139中的氢能部分或完全地被氘取代。7.如权利要求1至6中任一项所述的化合物，其中所述E选自由式2-a至式2-l组成的组中的任一种所表示的结构：其中，Y每次出现时相同或不同地选自C或CR
y
；Z选自CR
z
R
z
，SiR
z
R
z
，NR
z
，BR
z
，PR
z
，O，S或Se；当同时存在两个R
z
时，两个R
z
可以相同或不同；R
y
，R
z
每次出现时相同或不同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3-20个环原子的杂环基，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2-20个碳原子的烯基，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，取代或未取代的具有0-20个碳原子的氨基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，羟基，巯基，亚磺酰基，磺酰基，膦基，及其组合；相邻的取代基R
y
，R
z
能任选地连接形成环；优选地，R
y
，R
z
每次出现时相同或不同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，氰基，及其组合；更优选地，R
y
，R
z
每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，氟，氰基，甲基，乙基，丙基，异丙基，苯基，联苯基，萘基，9-苯基咔唑基，萘基苯基，苯基吡啶基，二苯并呋喃
基，二苯并噻吩基，9,9-二甲基芴基，咔唑基，吡啶基，嘧啶基，4-氰基苯基，三亚苯基，三联苯基，及其组合。8.如权利要求7所述的化合物，其中所述式2-a至式2-l中，Z选自O，S或Se；优选地，Z选自O或S；更优选地，Z是S。9.如权利要求7或8所述的化合物，其中所述式2-a至式2-l中，Y每次出现时相同或不同地选自C或CR
y
，至少有一个Y选自CR
y
并且所述R
y
选自由以下组成的组：氘，卤素，氰基，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，及其组合；优选地，至少有一个Y选自CR
y
并且所述R
y
选自由以下组成的组：氘，氟，氰基，苯基，联苯基，萘基，萘基苯基，二苯并呋喃基，二苯并噻吩基，三亚苯基，咔唑基，9-苯基咔唑基，9,9-二甲基芴基，吡啶基，嘧啶基，三联苯基，4-氰基苯基，苯基吡啶基，及其组合。10.如权利要求1-9中任一项所述的化合物，其中所述E选自由以下结构组成的组：
其中，任选地，所述结构E-1至E-184中的氢能部分或完全地被氘取代。11.如权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中所述L选自由以下组成的组：单键，亚苯基，亚萘基，亚联苯基，亚三联苯基，亚三亚苯基，亚二苯并呋喃基，亚二苯并噻吩基，亚吡啶基，亚噻吩基，及其组合；优选地，所述L选自由以下结构组成的组：
其中，在所述L-1至L-27的结构中，“*”表示所述L与如式1所示的H结构连接的位置表示所述L与如式2所示的E结构连接的位置；其中，任选地，所述L-1至L-27的结构中的氢能部分或完全地被氘取代。12.如权利要求1至11所述的化合物，其中所述化合物具有H-L-E的结构，并且其中H选自由H-1至H-139组成的组中的任一种，L选自由L-0至L-27组成的组中的任一种，E选自由E-1至E-184组成的组中的任一种；任选地，所述化合物中的氢能部分或完全地被氘取代；优选地，其中所述化合物选自由化合物1至化合物1031组成的组；所述化合物1至化合物1031具有H-L-E的结构，其中H、L和E分别对应选自下表中的结构：
其中，任选地，化合物1至化合物1031中的氢能部分或完全地被氘取代。13.一种电致发光器件，其包括：阳极，阴极，以及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H-L-E结构的化合物；其中H具有由式1表示的结构：在式1中，A1、A2和A3每次出现时相同或不同地选自N或CR，环A、环B和环C每次出现时相同或不同地选自具有5-18个碳原子的碳环，或者具有3-18个碳原子的杂环；
R
x
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；E具有由式2表示的结构：在式2中，Y1至Y8各自独立地选自N、C或CR
y
，并且Y1至Y8中至少一个选自N；Z选自CR
z
R
z
，SiR
z
R
z
，NR
z
，BR
z
，PR
z
，O，S或Se；当同时存在两个R
z
时，两个R
z
可以相同或不同；L选自单键，取代或未取代的具有6-30个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的亚杂芳基，或其组合；其中，R，R
x
，R
y
和R
z
每次出现时相同或不同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3-20个环原子的杂环基，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，张晗，王强，王俊飞，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：