用于发光器件的有机化合物及其应用、有机电致发光器件制造技术

本发明专利技术提供含硼有机化合物，其特征在于，其为式(1)所示的结构：式(1)中，环A、环D、环E各自独立地为C6～C60芳环、C3～C60杂芳环中的一种。还提供基于本发明专利技术化合物的有机发光器件。光器件。

【技术实现步骤摘要】
用于发光器件的有机化合物及其应用、有机电致发光器件


[0001]本专利技术涉及了一种用于有机电子器件的化合物，特别的提供了以苯环为基本骨架的双 B
‑
N结构有机光电材料。本专利技术还涉及该类材料在有机电致发光器件中的应用。

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，因此在人类同信息交互的过程中，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、 低功耗等诸多优点而成为了目前主流的显示装置之一。
[0003]目前，采用有机材料的光电设备正变得越来越受欢迎。制造这类设备所用的绝大多 数材料相对无机器件更具有成本优势(有机材料价格便宜)。目前在显示与照明领域的有 机电致发光器件结构中，一般都采用蓝色荧光搭配红、绿色磷光材料使用。其中作为三 基色的红光以及绿光染料，由于一般含有重原子如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)的有机材料DABNA
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1 (Adv.Mater.2016,28,2777
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2781J.Mater.Chem.C,2019,7,3082
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3089)，该类化合物硼原子、 氮原子以及苯基，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，光谱更窄、色纯度更优异。然而，将该类化合物作为染料应 用于器件时，器件的寿命较短，且容易发生光谱变宽以及红移的不利后果。
[0005][0006]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。然而，由于该种材料的发光颜色很难调控，其光色也一直局限在 蓝光
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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。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含硼有机化合物，其特征在于，其为式
(1)所示的结构：
[0008][0009]式(1)中，环A、环D、环E各自独立地为C6～C60芳环、C3～C60杂芳环中的一种；
[0010]R
a
、R
b
各自独立地选自氢、卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代的C1～C20硅烷基、取代或未取代的C6～C60芳基氨基、取代或未取代的C6～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，所述R
a
、R
b
与相邻的芳环或与相邻的杂芳环可各自独立地通过化学键彼此相连接成环；m、n为0至最大允许的整数；
[0011]X1、X2各自独立地选自O、S、CR1R2、NR3；
[0012]X3、X4各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代的C1～C20硅烷基、取代或未取代的C6～C60芳基氨基、取代或未取代的C6～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种；
[0013]R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、羧基、硝基、氰基、取代或未取代的C1～C20的烷基、取代或未取代的C1～C20的烷氧基、取代或未取代的C1～C20的硫代烷氧基、氨基、烷基取代氨基、取代或未取代的C6～C60的芳基氨基、取代或未取代的C3～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6
‑
C60的芳基、取代或未取代的C6
‑
C60的芳氧基、取代或未取代的C3
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C60的杂芳基中的一种；
[0014]所述R1、R2、R3与环D、环E可以通过化学键彼此连接成环；
[0015]G为吸电子基团，
[0016]上述中的“取代或未取代”中的取代，是指被选自卤素、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C6～C60芳基、C3～C60杂芳基、C6～C60芳氧基、C3～C60杂芳氧基、C6～C60芳基氨基、C3～C60杂芳基氨基中的一种或者至少两种的组合所取代。
[0017]在优选的实施方式中，本专利技术的式(1)中，环D、环E中的至少一个为选自苯环、六元的杂芳环中的一种，环A为选自苯环、六元的杂芳环中的一种。
[0018]九州大学的MinlangYang在文献Full
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Color,Narrowband,andHigh
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EfficiencyElectroluminescencefromBoronandCarbazoleEmbeddedPolycyclicHeteroaromatics(J.Am. Chem.Soc.2020,142,P19468
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P19472)中曾公开以下有机发光化合物，其适当的控制了光色的红 移，
[0019][0020]然而本专利技术人尝试将其用于发光器件时，该类化合物作为发光染料寿命较短,且器件电 压较高，使得实用化非常困难，作为有机电致发光材料，其在发光性能方面还有很大的改 进余地，尤其是希望改善其激发电压和寿命问题。
[0021]本专利技术人发现，在类似于式(1)所示的含硼有机化合物中，D环、E环、A环与B原 子相连，可以形成一个较大的共轭体系，电子云在较大范围内共振，都具有类似含硼共振型 的材料DABNA
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1的类似性能，芳香环与B原子配位的对位，连接有含有吸电子基团，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，从而使目标分子兼具高发 光效率和高色纯度。该系列材料能够得到红光至近红外的发射。
[0022]特别是，本专利技术人发现了，如果在A环的与硼原子对位的位置引入吸电子基团，则能够 极大的提高使用此类化合物的器件寿命，其原因尚不太清楚，推测可能是吸电子基团(本发 明的G基团)能够使得此类分子本身的电性分布更趋于稳定，从而化学特性变得更加温和不 易发生氧化等。
[0023]同时本专利技术人还发现，吸电子基团G邻近的位置有不为H的取代位阻基团，有利于含B 共振型材料热活化延迟性质提升，有利于器件效率提升。
[0024]本专利技术的上述分子设计还使得器件寿命得以大幅提升。
[0025]上述的吸电子基团G是指对于本文档来自技高网...

【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，其为式(1)所示的结构：式(1)中，环A、环D、环E各自独立地为C6～C60芳环、C3～C60杂芳环中的一种；R
a
、R
b
各自独立地选自氢、卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代的C1～C20硅烷基、取代或未取代的C6～C60芳基氨基、取代或未取代的C6～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种，所述R
a
、R
b
与相邻的芳环或与相邻的杂芳环可各自独立地通过化学键彼此相连接成环；m、n为0至最大允许的整数；X1、X2各自独立地选自O、S、CR1R2、NR3；X3、X4各自独立地选自卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代的C1～C20硅烷基、取代或未取代的C6～C60芳基氨基、取代或未取代的C6～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种；R1、R2、R3各自独立地选自氢、卤素、羧基、硝基、氰基、取代或未取代的C1～C20的烷基、取代或未取代的C1～C20的烷氧基、取代或未取代的C1～C20的硫代烷氧基、氨基、烷基取代氨基、取代或未取代的C6～C60的芳基氨基、取代或未取代的C3～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6
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C60的芳基、取代或未取代的C6
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C60的芳氧基、取代或未取代的C3
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C60的杂芳基中的一种；所述R1、R2、R3与环D、环E可以通过化学键彼此连接成环；G为吸电子基团；上述中的“取代或未取代”中的取代，是指被选自卤素、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C6～C60芳基、C3～C60杂芳基、C6～C60芳氧基、C3～C60杂芳氧基、C6～C60芳基氨基、C3～C60杂芳基氨基中的一种或者至少两种的组合所取代。2.根据权利要求1所述的含硼有机化合物，其特征在于，环D、环E中的至少一个为苯环或六元的杂芳环，环A为苯环或六元的杂芳环。3.根据权利要求2所述的含硼有机化合物，其特征在于，其结构如式(2)所示：
式(2)中，所述Z1、Z2、Z3和Z4分别独立地选自CR4或N，所述R4为氢、卤素、氰基、硝基、羟基、氨基、取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代的C1～C20硅烷基、取代或未取代的C6～C60芳基氨基、取代或未取代的C6～C60杂芳基氨基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C3～C60杂芳基中的一种；所述R4与相邻的芳环或与相邻的杂芳环可各自独立地通过化学键彼此相连接成环；R4中的“取代或未取代”中的取代，是指被选自卤素、C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C6～C60芳基、C3～C60杂芳基、C6～C60芳氧基、C3～C60杂芳氧基、C6～C60芳基氨基、C3～C60杂芳基氨基中的一种或者至少两种的组合所取代；X1、X2、X3、X4、G的含义与权利要求1中的含义相同。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的含硼有机化合物，其特征在于，G为选自F、氰基、三氟甲基以及以下G1～G6的芳香类吸电子基团中的至少一种，其中*表示与母核的连接位置；R5为氢、卤素、氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国孟，王璐，耿青凯，徐超，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：