有机电致发光材料及其器件制造技术

公开了有机电致发光材料及其器件。所述有机电致发光材料是具有式1结构的化合物，该化合物可用作电致发光器件中的主体材料。这些新型化合物能够有效提高器件的使用寿命，提升器件性能。还公开了一种化合物组合。件性能。还公开了一种化合物组合。件性能。还公开了一种化合物组合。

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光材料及其器件


[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，涉及一种具有式1结构的化合物以及包含该化合物有机电致发光器件。

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。三嗪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，因此较多的应用于OLED之中。
[0008]US20190074451A1公开了如下有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件：其中R5和R6彼此独立地为氢，氘，卤素，羟基，氰基，硝基，氨基，脒基，肼基，腙基，羧酸或其盐，磺酸或其盐，磷酸或其盐，C1-C20烷基或C1-C20烷氧基，但具体结构和实施例中涉及的R5和R6均为氢。该申请并未研究和关注到R5和R6为氰基对器件性能的影响，且文献中采用上述化合物取得的效果是提升器件的电流密度，亮度和发光效率，并未研究和关注到器件的寿命问题。
[0009]WO2020045831A1公开了如下有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件：其中R1和R2彼此独立地为氢，重氢，卤素，氰基，硝基，C6-C60芳基，C2-C60的杂环基等，且该申请在具体结构和实施例中公开了以下化合物：但是该文献中三嗪必须与咔唑的芳环相连才能够实现提升器件的寿命。
[0010]WO2019212287A1公开了如下有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件：其中R1为氰基，取代或未取代的甲硅烷基，取代或未取代的烷基，取代或未取代的环烷基，取代或未取代的胺基，取代或未取代的芳胺基，取代或未取代的烷基胺基，取代或未取代的芳基，或取代或未取代的杂环基，且A1和A2中至少一个是N。虽然该申请在
具体结构和实施例中公开了化合物：但是其中三嗪必须接到氮杂二苯并五元芳杂环中氮杂芳环的一边，且该申请采用上述化合物取得的效果是提升器件的电压和效率，并未研究和关注到器件的寿命性能。
[0011]WO2019017618A1公开了一种有机电致发光器件，包含由表示的第一主体，表示的第二主体和表示的磷光掺杂剂。另外该申请中第一主体可优选为其中R
2-R4，R
9-R
12
为氢、氘、氰基、经取代或未经取代的C1至C10烷基或者经取代或未经取代的C6至C20芳基，但具体结构和实施例中涉及的R
2-R4均为氢，该申请并未研究和关注到R
2-R4为氰基对器件性能的影响。
[0012]然而目前报道的三嗪类有机半导体材料在光电器件中载流子传输能力和寿命存在一定的局限性。因此，该类材料的应用潜能值得继续深入的研究开发。

技术实现思路

[0013]本专利技术旨在提供一系列具有式1结构的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。这些新型化合物能提供更好的器件性能。
[0014]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：
[0015][0016]式1中，
[0017]U选自O，S或Se；
[0018]L1每次出现时相同或不同地选自单键，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；
[0019]m选自0，1，2或3；n选自0，1，2，3或4；且m+n大于等于1；
[0020]环X是具有6-30个碳原子的芳环；
[0021]环W是具有6-30个碳原子的芳环，或具有2-30个碳原子的杂芳环；
[0022]R
w
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；
[0023]R
w
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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有式1结构的化合物：式1中，U选自O，S或Se；L1每次出现时相同或不同地选自单键，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；m选自0，1，2或3；n选自0，1，2，3或4；且m+n大于等于1；环X是具有6-30个碳原子的芳环；环W是具有6-30个碳原子的芳环，或具有2-30个碳原子的杂芳环；R
w
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；R
w
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个碳原子数的芳烷基，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
w
能任选地连接形成环；R
x
每次出现时相同或不同地表示单取代或多取代；R
x
具有由式2表示的结构：式2中，*表示式2与环X连接的位置；L2，L3各自独立地选自单键，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；Y
1-Y3每次出现时相同或不同地选自CR
y
或N；且Y
1-Y3中至少两个是N；Z
1-Z8每次出现时相同或不同地选自CR
z
或N；
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个碳原子数的芳烷基，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；Ar每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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。2.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有由式1-a所表示的结构：式1-a中，U选自O，S或Se；L1每次出现时相同或不同地选自单键，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；m选自0，1，2或3；n选自0，1，2，3或4；m+n大于等于1；X
1-X4每次出现时相同或不同地选自C，CR
x
或CR
w
；其中X
1-X4至少一个为CR
x
；W
1-W4每次出现时相同或不同地选自C，CR
w
或N；R
w
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个碳原子数的芳烷基，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
w
能任选地连接形成环；R
x
具有由式2表示的结构：
式2中，*表示式2与X
1-X4其中之一连接的位置；L2，L3各自独立地选自单键，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；Y
1-Y3每次出现时相同或不同地选自CR
y
或N；且Y
1-Y3中至少两个是N；Z
1-Z8每次出现时相同或不同地选自CR
z
或N；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个碳原子数的芳烷基，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；Ar每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：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。3.如权利要求1或2任一项所述的化合物，其中，m选自0或1；n选自0或1；m+n大于等于1；优选地，m是0，n是1。4.如权利要求1-3任一项所述的化合物，其中，U选自O或S；优选地，U是O。5.如权利要求1-4任一项所述的化合物，其中，L1，L2，L3每次出现时相同地或不同地选自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；优选地，L1，L2，L3每次出现时相同地或不同地选自取代或未取代的亚苯基，取代或未取代的亚联苯基，取代或未取代的亚萘基；更优选地，L1，L2，L3是亚苯基。6.如权利要求1-4任一项所述的化合物，其中，L1，L2，L3中至少一个或两个为单键，L1，L2，L3中的其余者每次出现时相同地或不同地选自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；优选地，L1，L2，L3中至少一个或两个为单键，L1，L2，L3中的其余者每次出现时相同地或
不同地选自取代或未取代的亚苯基，取代或未取代的亚联苯基，取代或未取代的亚萘基；更优选地，L1，L2，L3中至少一个或两个为单键，L1，L2，L3中的其余者是亚苯基。7.如权利要求1-4任一项所述的化合物，其中，L1，L2，L3均为单键。8.如权利要求1-7任一项所述的化合物，其中，Ar每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的杂芳基，及其组合；优选地，Ar每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：苯基、联苯基、三联苯基、三亚苯基、芴基、氮杂芴基、螺二芴基、氮杂螺二芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并呋喃基、氮杂二苯并噻吩基、二苯并硒吩基、氮杂二苯并硒吩基、硅芴基、咔唑基、氮杂咔唑基，及其组合。9.如权利要求2-8任一项所述的化合物，其中，W
1-W4选自C或CR
w
。10.如权利要求2-8任一项所述的化合物，其中，W
1-W4中至少一个是N。11.如权利要求1-10任一项所述的化合物，其中，Y
1-Y3是N。12.如权利要求1-11任一项所述的化合物，其中，Z
1-Z8是CR
z
。13.如权利要求1-12任一项所述的化合物，其中，R
w
，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，取代...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚剑飞，李锋，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：