一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供一种能够与主体材料实现高比例掺杂，具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物。本发明专利技术所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物以含叔丁基咔唑骨架的三配位硼发光化合物为中心，在分子骨架外围引入不同位置取代的大空间位阻给电子基团——三苯胺，三苯胺上的苯环能够自由旋转，容易形成了扭曲的结构，从而抑制分子之间的π

【技术实现步骤摘要】
一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及发光材料
，更具体的，涉及一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物及其制备和应用。

技术介绍

[0002]有机发光二极管(organic light
‑
emitting diodes，简称OLED)是一种新型的发光器件，具有可弯曲、广视角、自发光、节能、驱动电压低、响应速度快以及可柔性加工等优点，成为当前产业化的热点趋势。OLED在全彩色显示和照明应用技术中取得了较大的进展，OLED是一个由多层有机功能层和电极组成的叠层结构。其中有机功能层包括注入层、传输层、阻挡层以及发光层等。发光层作为电致发光器件的核心，决定了器件的效率和光色，其材料的开发研宄得到了更加广泛的关注。
[0003]有机发光二极管的发光原理是对于有机发光二极管施加电压，注入来自阳极的空穴与来自阴极的电子，它们在发光层中再次结合形成激子。依据电子自旋统计法，单线态激子与三重态激子以25％:75％的比例生成。按照OLED发光原理，可分为荧光型与磷光型两种类型。荧光型因为使用了单线态激子来发光，故其内部量子效率只能达到25％。热致延迟荧光(Thermally
‑
Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。TADF材料一般具有较小的单线态
‑
三线态能级差(E
st
)，三线态激子可以通过反间隙穿越转变成单线态激子发光，可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％，同时材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLED领域的应用前景广阔。
[0004]现有技术在OLED器件中引入窄光谱TADF材料作为发光染料，有机发光器件中发光层由主体材料3,3'
‑
二(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)
‑
1,1'
‑
联苯(mCBP)和掺杂的客体TADF材料构成，现有技术TADF材料分子之间产生了严重的π
‑
π堆积作用，使得TADF材料掺杂浓度小于发光层质量的10％，低浓度的掺杂所要求的真空蒸镀制备工艺条件要求更加苛刻，难以控制掺杂比例。而在发光材料中进行高浓度客体材料掺杂时，现有技术制备的发光材料易发生聚集诱导荧光淬灭的现象，导致发光材料荧光量子产率难以达到预期的效果，导致发光效率低。同时由于强烈的分子内电荷转移导致其色纯度很差，无法满足全彩显示技术高色纯度的技术需求，因此，能够实现高浓度掺杂且具有高发光效率、高色纯度的新型材料体系亟待开发。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服现有技术所述的窄光谱TADF材料与主体材料在进行高比例掺杂时，易发生荧光淬灭现象，从而导致发光材料发光效率低的技术缺陷，提供一种能够与主体材料实现高比例掺杂，具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物在制备发光材料中的应用。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物在制备发光器件中的应用。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物，所述化合物化学结构式如式A1或式A2所示：
[0011][0012]本专利技术提供的具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物以含叔丁基咔唑骨架的三配位硼发光化合物为中心，通过在分子骨架外围引入不同位置取代的大空间位阻的给电子基团——三苯胺，由于三苯胺上的苯环能够旋转，形成了扭曲的结构，从而抑制分子之间的π
‑
π堆积作用，预防荧光淬灭，因而可以与主体材料进行高浓度掺杂的同时确保高的荧光量子产率。而类似三甲基苯基团、苯咔唑基团等取代基团的位阻小，并且其并不像三苯胺那样有能够自由旋转的基团，所以无法与主体材料形成高浓度掺杂。同时，三苯胺具有中等的给电子能力，当其引入到硼氮的分子骨架中不会产生强烈的分子内电荷转移，使得整个分子实现刚柔适度的共轭结构以降低分子的重组能，实现分子激发态下的结构形变小，获得窄带的发射即高色纯度，解决现有技术中有机发光二极管无法同时满足全彩显示技术高掺杂浓度、高效率以及高色纯度技术问题。
[0013]本专利技术还保护一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物的制备方法如下：
[0014]将含咔唑骨架三配位硼的化合物、4
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺和/或3
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺、四三苯基膦钯和碳酸钾配制成混合液，惰性气体下，将混合液加热得到所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物；所述含咔唑骨架三配位硼的化合物，其结构式为所述混合液内含咔唑骨架三配位硼的化合物、4
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺和/或3
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺、四三苯基膦钯和碳酸钾的摩尔比为：1:1～1.2:0.04～0.06:2～3；所述混合液中有机溶剂为四氢呋喃、4
‑
甲基四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环的一种及以上；S4中所述加热温度为65～85℃，时间为12～16h。
[0015]本专利技术所述的一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物还需进行后处理，具体方法如下：二氯甲烷萃取、无水硫酸钠干燥有机层、过滤蒸发、柱层析纯化、真空干燥，所述柱层析使用的洗脱剂为二氯甲烷:石油醚＝1:10(v/v)。
[0016]进一步的，所述含咔唑骨架三配位硼的化合物的制备方法如下：将4,4'
‑
二叔丁
基
‑
2,2'
‑
二吡啶、1,5
‑
环辛二烯氯化铱二聚体和/或甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体、中间体化合物M2和联硼酸频那醇酯配置成混合溶液经加热反应得到所述的含咔唑骨架三配位硼的化合物；所述中间体化合物M2其结构式为所述混合液中4,4'
‑
二叔丁基
‑
2,2'
‑
二吡啶、1,5
‑
环辛二烯氯化铱二聚体和/或甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体、中间体化合物M2和联硼酸频那醇酯的摩尔比为:0.02～0.03:0.01～0.02:1:1～2；所述混合液中有机溶剂选自四氢呋喃、4
‑
甲基四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环的一种及以上；S3中所述加热温度为70～90℃，时间为12～16h。
[0017]本专利技术所述含咔唑骨架三配位硼的化合物还需进行后处理，具体方法如下：二氯甲烷萃取、无水硫酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物，其特征在于，其化合物化学结构式如下之一所示：2.权利要求1所述一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物的制备方法，其特征在于，将含咔唑骨架三配位硼的化合物、4
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺和/或3
‑
溴
‑
N,N
‑
二苯基苯胺、四三苯基膦钯和碳酸钾配制成混合液，惰性气体下，将混合液加热得到所述具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物；所述含咔唑骨架三配位硼的化合物的结构式为3.根据权利要求2所述一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物的制备方法，其特征在于，所述含咔唑骨架三配位硼的化合物的制备方法如下：将4,4'
‑
二叔丁基
‑
2,2'
‑
二吡啶、1,5
‑
环辛二烯氯化铱二聚体和/或甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体、中间体化合物M2和联硼酸频那醇酯配置成混合溶液经加热反应得到所述的含咔唑骨架三配位硼的化合物；所述中间体化合物M2其结构式为4.根据权利要求3所述一种具有窄谱带发射的芳基硼氮类化合物的制备方法，其特征在于，所述中间体化合物M2的制备方法如下：将正丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国威，陈文铖，霍延平，龚亚荣，张浩力，籍少敏，陈迁，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：