有机电致发光材料和装置制造方法及图纸

本申请涉及有机电致发光材料和装置。本公开提供了式I的铸币金属碳烯发射体；有机发光装置OLED，所述有机发光装置包含阳极、阴极和有机层，所述有机层设置于所述阳极与所述阴极之间且包含式I化合物；以及包含OLED的消费型产品，所述OLED包含式I化合物：所述OLED包含式I化合物：所述OLED包含式I化合物：所述OLED包含式I化合物：

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光材料和装置
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2022年1月12日提交的美国临时申请第63/298,943号和2021年7月16日提交的美国临时申请第63/222,523号的优先权，所有这些美国临时申请都以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本公开涉及供用作发射体的化合物；和包括其的装置，例如有机发光二极管。
[0004]联合研究协议的各方
[0005]本专利技术代表且/或与大学
‑
公司联合研究协议的以下一或多方相关：密歇根大学董事会(Regents of the University of Michigan)、普林斯顿大学(Princeton University)、南加州大学(University of Southern California)以及环宇显示公司(Universal Display Corporation)。所述协议在本专利技术完成当日和之前有效，并且本专利技术是作为在所述协议的范围内进行活动的结果而完成。

技术介绍

[0006]出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层所发射的光的波长通常可容易用适当掺杂剂调节。
[0007]OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。若干OLED材料和配置描述于美国专利第5,844,363号、第6,303,238号以及第5,707,745号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
[0008]具有高辐射速率的高效发射体对于高性能显示技术和固态照明应用来说是至关重要的。由于所需高能量导致材料产生有害的光物理过程(TTA及TPA)和化学分解，因此用于OLED的蓝色发射材料尤其成问题。尽管减少发射寿命是此问题的关键解决方案，但当今广泛使用的重金属磷光体(例如Ir
3+
、Pt
+2
络合物)由于自旋轨道耦合(SOC)比重在三重态采集事件中的性质而无法内在地具有低于1μs的寿命。也就是说，有助于单态与三重态之间快速系间窜越事件的SOC最终诱导三重态亚能级之间的大零场分裂(ZFS)，阻碍了采集的三重态的快速平衡。早期开发的有机和无机热激活延迟荧光(TADF)替代物也困扰于类似的长寿命激子(微秒能谱)，但现在归因于所需单态
‑
三重态小间距(ΔE
ST
<0.12eV)与实现短τ
TADF
的大振子强度之间存在反作用关系。
[0009]磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像
素。或者，OLED可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于OLED。白色OLED可以是单EML装置或堆叠结构。可以使用所属领域中所熟知的CIE坐标来测量色彩。
[0010]绿色发射分子的一个实例是用Ir(ppy)3表示的三(2
‑
苯基吡啶)铱，其具有以下结构：
[0011][0012]在此图和下文的图中，我们用直线描绘氮与金属(此处是Ir)的配价键。

技术实现思路

[0013]本公开提供一种式(I)化合物：
[0014][0015]其中M1选自由Au(I)、Ag(I)和Cu(I)组成的群组；
[0016]L是与金属M1配位的碳烯；
[0017]Z是单阴离子配体；
[0018]E1是受电子基团；
[0019]n是1到L上的最大可允许的取代数的整数，其中当n大于1时，每个E1可相同或不同；
[0020]E1、L和Z各自可被一或多个独立地选自由以下组成的群组的取代基取代：氢、氘、卤素、假卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳基烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、酰胺、羟基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基、杂芳基、硝基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、苯甲酰基、醚、酯、乙烯基、酮、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中任何两个相邻取代基可接合在一起以形成环。
[0021]还公开了一种OLED，其有机层中包含本公开的化合物。
[0022]还公开了一种包含OLED的消费型产品。
附图说明
[0023]图1展示一种有机发光装置。
[0024]图2展示不具有独立电子传输层的倒置式有机发光装置。
[0025]图3描绘了双配位铸币金属络合物经由TADF机制进行发射的动力学方案，其中和是S1状态和TADF过程的辐射衰减速率，K
eq
表示S1状态与T1状态之间经由ISC跃迁的
平衡常数。
[0026]图4描绘X射线单晶衍射测量的关键结晶学数据，C
NHC
表示碳烯碳且N
Cz
是咔唑基氮。Me
‑
Cu(顶部)和Ph
‑
Au
CN
(底部)的热椭球图。
[0027]图5是铜基络合物的吸收光谱(左)和发射光谱(右)的一系列图。在室温下、在甲苯溶液中记录的吸收光谱和掺杂PS(1wt％)薄膜在室温(实线)和77K(虚线)下的发射光谱。
[0028]图6描绘了根据完全动力学动态方案，从210K到310K的温度依赖性TADF辐射衰减速率的拟合情况。
[0029]图7是实验拟合的与依据斯特科勒
‑
伯格等式(Strickler
‑
Berg equation)计算的之间的关系图。
[0030]图8是一系列图，其显示1ICT NTO重叠值与理论上依据TD
‑
DFT方法计算的S1状态的ΔE
ST
(左)和振子强度(右)之间的关系；利用指数生长函数获得对数据的拟合：(左)和振子强度(右)之间的关系；利用指数生长函数获得对数据的拟合：
[0031]图9是一系列图，其显示1ICT NTO重叠值与ΔE
ST
(左)和根据斯特科勒
‑
伯格等式的1ICT状态的辐射衰减速率(右)之间的关系；在此研究中利用指数生长函数获得对十二种络合物的数据的拟合：
[0032]图10是1ICT状态的减小的TADF辐射衰减速率与NTO重叠值之间的关系图。封闭的符号来自本研究，而开放的符号是先前报告的(碳烯)M(咔唑基)络合物。
[0033]图11是有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由下式I表示的化合物，其中M1选自由Au(I)、Ag(I)和Cu(I)组成的群组；L是与金属M1配位的碳烯；Z是单阴离子配体；E1是受电子基团；n是1到L上的最大可允许的取代数的整数，其中当n大于1时，每个E1可相同或不同；E1、L和Z各自可被一或多个独立地选自由以下组成的群组的取代基取代：氢、氘、卤素、假卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳基烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、酰胺、羟基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基、杂芳基、硝基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、苯甲酰基、醚、酯、乙烯基、酮、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中任何两个相邻取代基可接合在一起以形成环。2.根据权利要求1所述的化合物，其中E1选自由含氮杂环和碳环芳香族环组成的群组，所述环任选地具有至少一个吸电子取代基。3.根据权利要求1所述的化合物，其中E1是选自由以下组成的群组的含氮杂环：氮杂
‑
二苯并噻吩、氮杂
‑
二苯并呋喃、氮杂
‑
二苯并硒吩、氮杂
‑
苯并呋喃、氮杂
‑
苯并噻吩、氮杂
‑
苯并硒吩、氮杂
‑
咔唑、氮杂
‑
吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚并噁嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喏啉、萘啶、酞嗪、喋啶、氮杂
‑
二苯并哌喃、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、啡噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶、硒吩并二吡啶、1,2
‑
氮杂硼烷、1,3
‑
氮杂硼烷、1,4
‑
氮杂硼烷、硼氮炔和其氮杂类似物；其中E1任选地进一步被取代。4.根据权利要求1所述的化合物，其中E1是与碳烯L稠合的含氮杂环。5.根据权利要求1所述的化合物，其中E1是芳香族环，其具有至少一个选自由以下组成的群组的吸电子取代基：卤素、假卤素、卤烷基、卤环烷基、杂烷基、酰胺、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、芳基、杂芳基、硝基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、苯甲酰基、酯、乙烯基、酮、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中E1任选地进一步被取代。6.根据权利要求1所述的化合物，其中L选自由以下组成的群组：式A、式B、式C、式D、式E和式F；其中
X1至X4各独立地表示NR1、CR1R2、C＝O、C＝S、O或S；并且R1和R2在每次出现时独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、醚、酯、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中至少一个取代基R1和R2包含受电子基团；其中任何两个相邻R1和R2任选地接合或稠合在一起以形成任选地被取代的环；其中X1和X4各独立地表示N、NR1、CR1、CR1R2、SiR1、SiR1R2、PR1、B、BR1、BR1R2、O或S；并且X2和X3各独立地表示CR1、CR1R2、SiR1、SiR1R2、N、NR1、P、PR1、B、BR1、O或S；R1和R2在每次出现时独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、醚、酯、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中至少一个取代基R1和R2包含受电子基团；其中任何两个相邻R1和R2任选地接合或稠合在一起以形成任选地被取代的环；并且五元环内的虚线表示零或一个双键；其中X1和X2各独立地表示NR1、CR1R2、O或S；R1和R2在每次出现时独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、醚、酯、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；并且其中至少一个取代基R1和R2包含受电子基团；其中任何两个相邻R1和R2任选地接合或稠合在一起以形成任选地被取代的环；其中X1至X5各独立地表示N、P、NR1、PR1、B、BR1、CR1、SiR1、CR1R2、SiR1R2、C＝O、C＝S、O或S；n是0或1；R1和R2在每次出现时独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、醚、酯、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；
W表示O、NR1或S；R1和R2在每次出现时独立地是氢或选自由以下组成的群组的取代基：氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、腈、异腈、硫基、硼烷基、酰基、羧酸、醚、酯、亚磺酰基、磺酰基、氰基、膦基和其组合；其中至少一个取代基R1和R2包含受电子基团；并且其中任何两个相邻R1和R2任选地接合或稠合在一起以形成任选地被取代的环。8.根据权利要求1所述的化合物，其中L由以下结构中的一种结构表示：
其中各R独立地选...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天一，P，
申请(专利权)人：南加州大学，
类型：发明
国别省市：