有机电致发光材料及其器件制造技术

公开了一种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所示结构的化合物，所述化合物可用于有机电致发光器件中，例如用作主体材料、传输材料等。所述化合物能改善材料的电子与空穴传输平衡能力，提高了器件效率，尤其能使电致发光器件具有更长的器件寿命，使器件的综合性能得到显著提升。还公开了一种包含所述化合物的有机电致发光器件和一种包含所述化合物的化合物组合物。种包含所述化合物的化合物组合物。种包含所述化合物的化合物组合物。

【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，例如有机电致发光器件。更特别地，涉及一种具有式1结构的化合物，以及包含该化合物的有机电致发光器件和包含该化合物的化合物组合物。

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。
[0008]WO2015178732A1公开了一种有机电致发光器件，其中发光层包含具有下式结构的第一主体化合物：其中X为O或S；Ar1表示取代或未取代的(C6
‑
C30)芳基；L1表示单键，或取代或未取代的(C6
‑
C30)亚芳基。该申请在具体结构中公开了以下化合物：该申请未公开和教导具有特定取代的六并五并六稠环
‑
联咔唑化合物及其对器件性能的影响。
[0009]KR1020200030479A公开了具有下式结构的有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件：其中X选自S或O，n是1
‑
3的整数。该申请在具体结构中公开了以下化合物：该申请公开的化合物中在六并五并六稠环基团上必须存在两个取代或未取代的苯基，未公开和教导具有特定取代的六并五并六稠环
‑
联咔唑化合物及其对器件性能的影响。
[0010]WO2018230860A1公开了具有下式结构的有机化合物和包含所述化合物的有机发
光器件：其中R是取代或未取代的C6‑
60
芳基；Cy具有如下稠环结构：X1选自O，S或NR3，A是与两个相邻环稠合的如下结构：B具有如下所示的环状结构该申请在具体结构中公开了以下化合物：该申请公开的是六并五并六稠环进一步稠环的联咔唑骨架化合物，未公开和教导具有特定取代的六并五并六稠环
‑
联咔唑化合物及其对器件性能的影响。
[0011]CN111646983A公开了具有下式结构的有机化合物和包含所述化合物的有机发光器件：其中环A选自苯环、萘环或者成环碳原子数为10～14的稠合杂芳环；X选自C(Z1Z2)、Si(Z1Z2)、N(Z3)、O、Se或S。该申请在具体结构中公开了以下化合物：
[0012]该申请未公开和教导具有特定位置取代或未取代的苯基取代的六并五并六稠环
‑
联咔唑化合物及其对器件性能的影响。
[0013]US20150318487A公开了一种有机发光器件，其中一个有机层包含具有下式结构的有机化合物：其中A1和A2选自取代或未取代的C6‑
C
60
芳基、杂芳基、一价非芳族稠合多环基团和一价非芳族稠合杂多环基团；X1和X2各自独立地选自单键、取代
或未取代的C6‑
C
60
亚芳基、C2‑
C
60
杂亚芳基、二价非芳族稠合多环基和二价非芳族稠合杂多环基团。该申请在具体结构中公开了以下化合物：该申请未公开和教导具有特定位取代或未取代的苯基取代的六并五并六稠环
‑
联咔唑化合物及其对器件性能的影响。
[0014]目前报道的联咔唑类有机半导体材料在光电器件中载流子传输能力和器件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和开发。

技术实现思路

[0015]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。所述化合物可用于有机电致发光器件中，例如用作主体材料、传输材料等。这些新型化合物改善了材料的电子与空穴传输平衡能力，能提供更好的器件性能。
[0016]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：
[0017][0018]其中，
[0019]A选自O，S或Se；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其具有式1所示的结构：其中，A选自O，S或Se；X1～X
16
每次出现时相同或不同的选自C，CR
x
或N，且X5～X8中有一个选自C，并于L1相连；X
13
～X
16
中有一个选自C，并于L1相连；Y1～Y3每次出现时相同或不同的选自CR
y1
或N；Y4～Y6每次出现时相同或不同的选自CR
y2
或N；R
z
每次出现时相同或不同地表示单取代、多取代或无取代；L1和L2每次出现时相同或不同地选自单键，取代或未取代的具有1
‑
20个碳原子的亚烷基，取代或未取代的具有3
‑
20个碳原子的亚环烷基，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；Ar每次出现时相同或不同地选自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，或其组合；R
x
，R
y1
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2
‑
20个碳原子的炔基，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3
‑
20个碳原子的烷基锗基，取代或未取代的具有6
‑
20个碳原子的芳基锗基，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；R
y2
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2
‑
20个碳原子的炔基，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3
‑
20个碳原子的烷基锗基，取代或未取代的具有6
‑
20个碳原子的芳基锗基，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
x
能任选地连接形成环；相邻的取代基R
y1
能任选地连接形成环；相邻的取代基R
y2
能任选地连接形成环。2.如权利要求1所述的化合物，其中A选自O或S；优选地，A是O。3.如权利要求1或2所述的化合物，其中X1‑
X
16
每次出现时相同或不同地选自C或CR
x
，其中，X5～X8中有一个选自C，并于L1相连；X
13
～X
16
中有一个选自C，并于L1相连。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的化合物，其中X6选自C，并于L1相连；且X
14
选自C，并于L1相连。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的化合物，其中Y1～Y3每次出现时相同或不同的选自CR
y1
；和/或Y4～Y6每次出现时相同或不同的选自CR
y2
。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的化合物，其中L1和L2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
‑
20个碳原子的亚芳基，取代或未取代的具有3
‑
20个碳原子的亚杂芳基，或其组合；优选地，L1和L2每次出现时相同或不同地选自单键，或取代或未取代的具有6
‑
12个碳原子的亚芳基；更优选地，L1和L2相同或不同地选自单键，或取代或未取代的亚苯基。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的化合物，其中R
x
，R
y1
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，及其组合；优选地，R
x
，R
y1
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，取代或未取代的苯基，取代或未取代的萘基，取代或未取代的联苯基，取代或未取代的三联苯基，及其组合。8.如权利要求1
‑
7任一项所述的化合物，其中R
y2
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2
‑
20个碳原子的烯基，及其组合。优选地，R
y2
每次出现时相同或不同地选自氢或氘。9.如权利要求1
‑
8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，或其组合；优选地，Ar每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：取代或未取代的苯基，取代或未取代的萘基，取代或未取代的联苯基，取代或未取代的三联苯基，取代或未取代的三亚
苯基，取代或未取代的芴基，取代或未取代的咔唑基，取代或未取代的二苯并呋喃基，取代或未取代的二苯并噻吩基，及其组合。10.如权利要求1所述的化合物，其中，所述化合物选自由以下化合物组成的组：
任选地，所述PG
‑
1至PG
‑
361结构中的氢能部分或完全地被氘取代。11.一种有机电致发光器件，其包括：阳极，阴极，设置在所述阳极和阴极之间的有机层，所述有机层中至少一层包含权利要求1
‑
10所述的化合物。12.如权利要求11所述的有机电致发光器件，其中包含所述化合物的有机层是发光层，所述化合物是第一主体化合物，所述发光层还至少包含第一金属配合物。13.如权利要求12所述的有机电致发光器件，其中所述第一金属配合物具有M(L
a
)
m
(L
b
)
n
(L
c
)
q
的通式；
金属M选自相对原子质量大于40的金属；L
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚剑飞，李锋，王阳，杨刚，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：