一种含硼有机化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种含硼有机化合物及其应用，所述含硼有机化合物具有如式I所示结构，通过骨架结构的设计，在保持多重共振的前提下，通过前线轨道的能级裂分产生有效的红移，使其兼具高发光效率和高色纯度，并且能够得到红光至近红外的发射；同时，通过分子外围取代基的种类选择和连接位点的设计，使其具有非对称特性，有利于调节材料光色，降低升华温度，并对材料光取出有一定的正向作用，从而提升器件效率，延长器件寿命。所述含硼有机化合物的合成工艺简单，原料易得，适合于量产放大，能够满足当前显示面板对高性能有机材料的要求。当前显示面板对高性能有机材料的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种含硼有机化合物及其应用


[0001]本专利技术属于有机电致发光材料
，具体涉及一种含硼有机化合物及其应用。

技术介绍

[0002]人们获取信息的主要途径是通过视觉来实现的，因此在人与信息交互的过程中，显示装置至关重要。有机电致发光二极管(OLEDs)具有可柔性、自发光、高对比度、大尺寸、低功耗等诸多优点，已经成为目前主流的显示装置之一。
[0003]在有机电致发光二极管中，作为三基色的红光以及绿光染料，由于一般含有重原子(例如Ir、Pt等)，理论上能够实现100％的内量子效率，电致发光效率较高，功耗低，成为了目前商业化显示设备的主流。然而，蓝色磷光材料的色度以及寿命都达不到目前商业化的显示需求。目前，蓝光器件仍然采用传统荧光材料来实现高的色纯度以及长的器件寿命。
[0004]近来，日本的Takuji Hatakeyama以及Junji Kido等研究者报道了一系列基于含硼共振型的TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence，热活化延迟荧光)有机材料DABNA
‑
1(“Ultrapure Blue Thermally Activated Delayed Fluorescence Molecules:Efficient HOMO
–
LUMO Separation by the Multiple Resonance Effect”，Hatakeyama T等，Adv.Mater.，2016，28，第2777
‑
2781页：“Ideal blue thermally activated delayed fluorescence emission assisted by a thermally activated delayed fluorescence assistant dopant through a fast reverse intersystem crossing mediated cascade energy transfer process”，Si H.H.等，J.Mater.Chem.C，2019，7，第3082
‑
3089页)，结构如下：
[0005][0006]该类化合物的硼原子、氮原子和苯基构成了刚性多环的芳香族骨架，因而具有较高的荧光量子产率。该类化合物与传统的蓝色荧光染料相比，具有光谱更窄、色纯度高的优点。然而，刚性平面结构也导致了其单线态与三线态能级差较大，三线态到单线态的反向系间窜越较慢，激子在染料上复合后会引起严重的效率滚降，器件寿命较短。此外，过于平面的刚性结构往往也会导致因掺杂浓度过高导致的光谱变宽以及红移等不利影响。
[0007]现有的有机电致发光材料在发光性能方面还有很大的改进余地，业界亟需开发新的发光材料体系以满足商业化需求。含硼共振型材料具有高色纯度和高发光效率的优点，引起了科研界和产业界的广泛关注；但是，由于外围取代基对其能级影响很小，即很难对材料的发光颜色进行调控，其光色也一直局限在蓝光
‑
深蓝光区域，大大限制这类材料在高分
辨显示、全彩显示以及白光照明领域等的进一步应用。
[0008]因此，开发更多种类、更高性能的有机电致发光材料，是本领域的研究重点。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含硼有机化合物及其应用，所述含硼有机化合物应用于有机电致发光器件，能够实现红光至近红外发射，同时还具有长寿命、高效率等优势，可以有效调节材料光色，降低升华温度，提升器件效率及寿命。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种含硼有机化合物，所述含硼有机化合物具有如式I所示结构：
[0012][0013]式I中，环A为取代或未取代的C6～C60芳环。
[0014]式I中，环D、环E、环F、环G各自独立地选自C6～C60芳环或C3～C60杂芳环中的任意一种。
[0015]式I中，X1选自BR1、CR2R3、O或S。
[0016]Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3各自独立地选自取代或未取代的C1～C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3～C20环烷基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；所述Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环。
[0017]本专利技术中，所述“Ar1与相邻的环结构不连接”意指Ar1仅与N通过单键连接，不与骨架结构中的其他原子(相邻的环结构上的基团或原子)连接；所述“Ar1与相邻的环结构通过化学键连接成环”意指Ar1除了与N通过单键连接之外，还与骨架结构中的至少一个其他原子(如环D上的原子或基团)通过化学键连接，从而形成与稠合的环结构；Ar2、Ar3、R1、R2、R3同理。下文涉及到相同描述时，均具有相同的含义，本专利技术不再赘述。
[0018]式I中，R
d
、R
e
、R
f
、R
g
不完全相同，各自独立地表示单取代至最大允许取代基。
[0019]环A中所述取代的取代基各自独立地选自氢、卤素、未取代或R'取代的C1～C36直链或支链烷基、未取代或R'取代的C3～C20环烷基、未取代或R'取代的C3～C20杂环烷基、未取代或R'取代的C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、未取代或R'取代的C1～C20烷基硅基、未取代或R'取代的C1～C20烷基氨基、未取代或R'取代的C6～C30芳基氨基、未取代或R'取代的C3～C30杂芳基氨基、未取代或R'取代的C6～C30芳氧基、未取代或R'取代的C3～C30杂芳氧基、未取代或R'取代的C6～C60芳基、未取代或R'取代的C3～C60杂芳基中的任意一种。
[0020]R
d
、R
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、R
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、R
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各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C36直链或支链烷基、取代或未取代的C3～C20环烷基、取代或未取代的C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、取代或未取代的C1～C20烷基硅基、取代或未取代的C1～C20烷基氨基、取代或未取代的C6～C30芳基氨基、取代或未取代的C3～C30杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C30芳氧基、取代或未取代的C3～C30杂芳氧基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；R
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、R
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、R
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各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环。
[0021]本专利技术中，所述“R
d
、R
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、R
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、R
g...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硼有机化合物，其特征在于，所述含硼有机化合物具有如式I所示结构：其中，环A为取代或未取代的C6～C60芳环；环D、环E、环F、环G各自独立地选自C6～C60芳环或C3～C60杂芳环中的任意一种；X1选自BR1、CR2R3、O或S；Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3各自独立地选自取代或未取代的C1～C20直链或支链烷基、取代或未取代的C3～C20环烷基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；所述Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环；R
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、R
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、R
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、R
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不完全相同，各自独立地表示单取代至最大允许取代基；环A中所述取代的取代基各自独立地选自氢、卤素、未取代或R'取代的C1～C36直链或支链烷基、未取代或R'取代的C3～C20环烷基、未取代或R'取代的C3～C20杂环烷基、未取代或R'取代的C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、未取代或R'取代的C1～C20烷基硅基、未取代或R'取代的C1～C20烷基氨基、未取代或R'取代的C6～C30芳基氨基、未取代或R'取代的C3～C30杂芳基氨基、未取代或R'取代的C6～C30芳氧基、未取代或R'取代的C3～C30杂芳氧基、未取代或R'取代的C6～C60芳基、未取代或R'取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；R
d
、R
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、R
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、R
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各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C36直链或支链烷基、取代或未取代的C3～C20环烷基、取代或未取代的C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、取代或未取代的C1～C20烷基硅基、取代或未取代的C1～C20烷基氨基、取代或未取代的C6～C30芳基氨基、取代或未取代的C3～C30杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C30芳氧基、取代或未取代的C3～C30杂芳氧基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；R
d
、R
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、R
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、R
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各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环；Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3、R
d
、R
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、R
f
、R
g
中所述取代的取代基、R'各自独立地选自卤素、C1～C36直链或支链烷基、C3～C20环烷基、C3～C20杂环烷基、C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、C1～C20烷基硅基、C1～C20烷基氨基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30芳氧基、C3～C30杂芳氧基、C6～C60芳基或C3～C60杂芳基中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的含硼有机化合物，其特征在于，所述环A为苯环或萘环；
优选地，所述环D、环E、环F、环G各自独立地具有如式A所示结构：其中，虚线代表基团的稠合键；Y1、Y2、Y3、Y4各自独立地为CR4或N；R4各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C36直链或支链烷基、取代或未取代的C3～C20环烷基、取代或未取代的C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、取代或未取代的C1～C20烷基硅基、取代或未取代的C1～C20烷基氨基、取代或未取代的C6～C30芳基氨基、取代或未取代的C3～C30杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C30芳氧基、取代或未取代的C3～C30杂芳氧基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的任意一种；所述R4各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环；R4中所述取代的取代基各自独立地选自卤素、C1～C36直链或支链烷基、C3～C20环烷基、C3～C20杂环烷基、C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、C1～C20烷基硅基、C1～C20烷基氨基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30芳氧基、C3～C30杂芳氧基、C6～C60芳基或C3～C60杂芳基中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述Y1、Y2、Y3、Y4均为CR4。3.根据权利要求2所述的含硼有机化合物，其特征在于，所述含硼有机化合物具有如式II
‑
1、式II
‑
2或式II
‑
3任一项所示的结构：3任一项所示的结构：
其中，X1、Ar1、Ar2、Ar3、R
d
、R
e
、R
f
、R
g
具有与式I中相同的限定范围。4.根据权利要求1～3任一项所述的含硼有机化合物，其特征在于，所述Ar1、Ar2、Ar3各自独立地具有如式B所示结构：其中，*代表基团的连接位点；Z1、Z2、Z3、Z4、Z5各自独立地为CR5或N；R5各自独立地选自氢、卤素、C1～C36直链或支链烷基、C3～C20环烷基、C3～C20杂环烷基、C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、C1～C20烷基硅基、C1～C20烷基氨基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30芳氧基、C3～C30杂芳氧基、C6～C60芳基或C3～C60杂芳基中的任意一种或至少两种的组合；所述R5各自独立地与相邻的环结构不连接或通过化学键连接成环；优选地，所述Z1、Z2、Z3、Z4、Z5均为CR5。5.根据权利要求4所述的含硼有机化合物，其特征在于，所述含硼有机化合物具有如式III
‑
1、式III
‑
2、式III
‑
3或式III
‑
4中任一项所示的结构：其中，X1、R
d
、R
e
、R
f
、R
g
具有与式I中相同的限定范围；R
x
、R
y
、R
z
各自独立地表示单取代至最大允许取代基，且各自独立地选自氢、卤素、C1～C36直链或支链烷基、C3～C20环烷基、C3～C20杂环烷基、C1～C10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、C1～C20烷基硅基、C1～C20烷基氨基、C6～C30芳基氨基、C3～C30杂芳基氨基、C6～C30芳氧基、C3～C30杂芳氧基、C6～C60芳基或C3～C60杂芳基中的任意一种或至
少两种的组合；优选地，所述R
x
、R
y
、R
z
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国孟，耿青凯，孙磊，张跃威，李熠烺，曾礼昌，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：