一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用的制作方法

文档序号:21989156发布日期:2020-08-25 19:28阅读:153来源:国知局
一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用的制作方法

本发明属于有机电致发光材料技术领域,具体涉及一种有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用。



背景技术:

有机电致发光(organiclightemittingdisplay,oled)器件是一种新型的显示技术,器件具有类三明治的结构,包括阳极、阴极以及夹在阴阳极之间的有机层,向器件的电极施加电压时,电荷在电场作用下在有机层中迁移复合而发光。与传统的液晶显示技术相比,oled具有高效、响应速度快、能耗小、驱动电压低、轻薄、宽视角、发光颜色连续可调、生产工艺简单以及可柔性显示等优点,已广泛应用于平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业。

oled器件的有机层包括发光层,发光层采用具有发光特性的材料制备而成。研究表明,oled的发光层材料可根据其发光机制主要分为以下四种:荧光材料、磷光材料、三线态-三线态湮灭(tta)材料和热激活延迟荧光(tadf)材料。

荧光材料的单线激发态s1通过辐射跃迁回到基态s0,根据自旋统计,激子中单线态和三线态激子的比例为1:3,所以荧光材料最大内量子产率不大于25%;依据朗伯发光模式,光取出效率为20%左右,因此,基于荧光材料的oled器件的外量子效率eqe一般不超过5%。

磷光材料的三线激发态t1直接辐射衰减到基态s0,由于重原子效应,可以通过自旋偶合作用加强分子内部系间窜越,可以直接利用75%的三线态激子,从而实现在室温下s1和t1共同参与的发射,理论最大内量子产率可达100%。依据朗伯发光模式,光取出效率约为20%,因此,基于磷光材料的oled器件的eqe可以达到20%。但是磷光材料通常为ir、pt、os、re、ru等重金属配合物,生产成本较高,不利于大规模生产。而且,在高电流密度下,磷光材料存在严重的效率滚降现象,同时磷光oled器件的稳定性并不好。

tta材料中,两个三线态激子相互作用产生一个单线态激子,通过辐射跃迁回到基态s0。相邻的2个三线态激子复合生成一个更高能级的单线激发态分子和一个基态分子,但是2个三线态激子产生1个单线态激子,故其理论最大内量子产率只能达到62.5%。为了防止产生较大的效率滚降现象,在这个过程中三线态激子的浓度需要调控。

tadf材料中,当s1态和t1态的能级差较小且t1态激子寿命较长时,在一定温度条件下,分子内部发生逆向系间窜越(risc),t1态激子通过吸收环境热量转换到s1态,再由s1态辐射衰减至基态s0。因此,tadf材料可同时利用75%的三线态激子和25%的单线态激子,理论最大内量子产率可达100%。tadf材料主要为有机化合物,不需要稀有金属元素,生产成本低,并且可通过多种方法进行化学修饰,实现性能的进一步优化。

目前,cn109535159a、cn109575059a和cn111116620a等现有技术中公开了tadf材料及其应用,但目前已发现的tadf材料较少,其性能难以满足人们对高性能oled器件的要求,tadf材料在稳定性、发光性能和制备工艺等多个方面均有很大的改进空间。

因此,开发更多种类、更高性能的新的tadf材料,是本领域的研究重点。



技术实现要素:

为了开发更多种类、更高性能的tadf材料,本发明的目的之一在于提供一种有机化合物,所述有机化合物具有如式i所示结构:

式i中,r1、r2中至少有一个为吸电子基团,且各自独立地选自c6~c30芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基、氰基、氰基取代的c6~c30芳基、含氟取代基取代的c6~c30芳基、取代或未取代的c6~c40芳基酮基、取代或未取代的c4~c40杂芳基酮基、取代或未取代的c6~c40芳基砜基、取代或未取代的c6~c40芳基膦氧基中的任意一种。

所述“吸电子基团”意指能够降低苯环上电子云密度的基团,示例性地包括但不限于:氰基、氰基取代的芳基或杂芳基、杂芳基、含氟取代基、含氟取代基取代的芳基或杂芳基、芳基酮基、芳基砜基或芳基膦氧基等。

所述“含氟取代基”包括氟或含有氟原子的其他基团。

所述c6~c30可以为c7、c8、c9、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

所述c3~c30可以为c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c18、c20、c23、c25、c27或c29等。

所述c6~c40可以为c7、c8、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c28、c30、c32、c36或c38等。

所述c4~c40可以为c5、c6、c8、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c28、c30、c32、c36或c38等。

式i中,r11、r12、r13、r14各自独立地选自取代或未取代的c1~c20直链或支链烷基、c3~c20环烷基、取代或未取代的c6~c30芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基酮基、取代或未取代的c6~c30芳基酮基、c1~c20烷氧基、c1~c20硫代烷氧基或卤素(例如氟、氯、溴或碘)中的任意一种。

所述c1~c20可以为c2、c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c17或c19等。

所述c3~c20可以为c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c17或c19等。

所述c6~c30可以为c6、c7、c8、c9、c10、c12、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

所述c3~c30可以为c4、c5、c6、c8、c10、c12、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

式i中,n1、n2、n3、n4各自独立地选自0~2的整数,例如0、1或2。

本发明的目的之二在于提供一种热活化延迟荧光材料,所述热活化延迟荧光材料包括如目的之一所述的有机化合物。

本发明的目的之三在于提供一种显示面板,所述显示面板包括oled器件,所述oled器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层,所述有机薄膜层包括发光层;所述发光层的材料包括如目的之二所述的热活化延迟荧光材料。

本发明的目的之四在于提供一种电子设备,所述电子设备包括如目的之三所述的显示面板。

相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

本发明提供的有机化合物是一种新型含氮杂环有机小分子化合物,通过母核结构的设计和大位阻基团的接入,避免了化合物的聚集,避免共轭平面的直接堆积形成π聚集或激基缔合物,从而提高了发光效率。所述有机化合物具有tadf特性,分子中大的刚性扭曲有效降低了homo和lumo之间的重叠,使三重态和单重态之间的能级差可以降低到0.25ev以下,满足三线态能量向单线态逆向窜越,从而提高器件效率。本发明提供的有机化合物本身具有双极性特性,作为oled器件的发光层材料能够提高两种载流子的传输能力,改善载流子平衡,提高器件的荧光量子效率,降低器件电压。所述有机化合物作为tadf材料用于oled器件的发光层中,可以使器件具有20.4%的外量子效率,发光效率能够达到35.4cd/a;而且所述有机化合物通过取代基的选择和设计,可作为发光层掺杂材料实现全波谱的发射。

附图说明

图1为本发明提供的oled器件的结构示意图,其中101为阳极,102为阴极,103为发光层,104为第一有机薄膜层,105为第二有机薄膜层;

图2为实施例1提供的有机化合物m1的homo和lumo轨道排布图;

图3为实施例2提供的有机化合物m2的homo和lumo轨道排布图;

图4为实施例3提供的有机化合物m3的homo和lumo轨道排布图;

图5为实施例4提供的有机化合物m4的homo和lumo轨道排布图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

本发明的目的之一在于提供一种有机化合物,所述有机化合物具有如式i所示结构:

式i中,r1、r2中至少有一个为吸电子基团,且各自独立地选自c6~c30芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基、氰基、氰基取代的c6~c30芳基、含氟取代基取代的c6~c30芳基、取代或未取代的c6~c40芳基酮基、取代或未取代的c4~c40杂芳基酮基、取代或未取代的c6~c40芳基砜基、取代或未取代的c6~c40芳基膦氧基中的任意一种。

所述“吸电子基团”意指能够降低苯环上电子云密度的基团,示例性地包括但不限于:氰基、氰基取代的芳基或杂芳基、杂芳基、含氟取代基、含氟取代基取代的芳基或杂芳基、芳基酮基、芳基砜基或芳基膦氧基等。

本发明所述“含氟取代基”包括氟或含有氟原子的其他基团(例如氟代烷烃或氟代芳烃等);下文涉及到相同描述,具有相同的含义。

所述c6~c30可以为c7、c8、c9、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

所述c3~c30可以为c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c18、c20、c23、c25、c27或c29等。

所述c6~c40可以为c7、c8、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c28、c30、c32、c36或c38等。

所述c4~c40可以为c5、c6、c8、c10、c12、c13、c14、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c28、c30、c32、c36或c38等。

式i中,r11、r12、r13、r14各自独立地选自取代或未取代的c1~c20直链或支链烷基、c3~c20环烷基、取代或未取代的c6~c30芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基、取代或未取代的c3~c30杂芳基酮基、取代或未取代的c6~c30芳基酮基、c1~c20烷氧基、c1~c20硫代烷氧基或卤素(例如氟、氯、溴或碘)中的任意一种。

所述c1~c20可以为c2、c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c17或c19等。

所述c3~c20可以为c4、c5、c6、c8、c10、c13、c15、c17或c19等。

所述c6~c30可以为c6、c7、c8、c9、c10、c12、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

所述c3~c30可以为c4、c5、c6、c8、c10、c12、c15、c18、c20、c22、c24、c25、c27或c29等。

式i中,n1、n2、n3、n4各自独立地选自0~2的整数,例如0、1或2。

本发明提供的有机化合物具有含氮杂环的母核结构,该母核结构同时作为电子给体;其上连接的r1、r2中至少有一个为吸电子基团,母核结构和大位阻基团的接入可以避免了化合物的聚集,避免共轭平面的直接堆积形成π聚集或激基缔合物,从而提高了发光效率。所述有机化合物具有tadf特性,可以利用传统荧光分子跃迁禁阻的三线态激子来发光,分子具有大的刚性扭曲,降低了homo和lumo之间的重叠,使三重态和单重态之间的能级差可以降低到0.25ev以下,满足三线态能量向单线态逆向窜越,从而提高器件效率。本发明提供的有机化合物本身具有双极性特性,作为oled器件的发光层材料能够提高两种载流子的传输能力,改善载流子平衡,提高器件的荧光量子效率,降低器件电压。

在一个实施方式中,所述取代的杂芳基、取代的芳基硼基、取代的芳基酮基、取代的杂芳基酮基、取代的芳基砜基、取代的芳基膦氧基、取代的直链或支链烷基、取代的芳基中的取代基选自c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳胺基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基、氰基或含卤素取代基中的至少一种。

本发明所述“含卤素取代基”包括卤素(例如氟、氯、溴或碘),或含有卤素原子的其他基团(例如卤代烷烃或卤代芳烃等);下文涉及到相同描述,具有相同含义。

在一个实施方式中,所述取代或未取代的c3~c30杂芳基为取代或未取代的c3~c30含n杂芳基。

所述取代的基团选自氰基、含卤素取代基(例如卤素、卤代烷烃或卤代芳烃)、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳胺基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基或c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基中的至少一种。

在一个实施方式中,所述取代或未取代的c3~c30杂芳基选自如下基团中的任意一种:

其中,虚线表示基团的连接位点;

rn选自氰基、卤素(例如氟、氯、溴或碘)、未取代或卤代的c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳胺基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基或c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基中的任意一种。

m1选自0~4的整数,例如0、1、2、3或4。

m2选自0~2的整数,例如0、1或2。

m3选自0~3的整数,例如0、1、2或3。

m4选自0~6的整数,例如0、1、2、3、4、5或6。

m5选自0~5的整数,例如0、1、2、3、4或5。

m6选自0~7的整数,例如0、1、2、3、4、5、6或7。

在一个实施方式中,所述取代或未取代的c3~c30杂芳基选自如下基团中的任意一种,或被取代基取代的如下基团中的任意一种:

其中,虚线表示基团的连接位点;

所述取代基各自独立地选自氰基、卤素(例如氟、氯、溴或碘)、未取代或卤代的c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳胺基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基或c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基中的任意一种。

在一个实施方式中,所述氰基取代的c6~c30芳基、含氟取代基取代的c6~c30芳基选自如下基团中的任意一种:

其中,虚线表示基团的连接位点;

rc选自氰基、卤素(例如氟、氯、溴或碘)、未取代或卤代的c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基或c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基中的任意一种。

t1选自1~5的整数,例如1、2、3、4或5;t2选自0~4的整数,例如0、2、3或4;且t1+t2≤5;

t3选自1~7的整数,例如1、2、3、4、5、6或7;t4选自0~6的整数,例如0、1、2、3、4、5或6;且t3+t4≤7。

在一个实施方式中,所述氰基取代的c6~c30芳基、含氟取代基取代的c6~c30芳基选自如下基团中的任意一种:

其中,虚线表示基团的连接位点。

在一个实施方式中,所述r1、r2均为吸电子基团。

在一个实施方式中,所述r1、r2各自独立地选自选自如下基团中的任意一种,或被取代基取代的如下基团中的任意一种:

其中,虚线表示基团的连接位点;

所述取代基各自独立地选自氰基、卤素(例如氟、氯、溴或碘)、未取代或卤代的c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)直链或支链烷基、c6~c18(例如c7、c9、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)芳基、c3~c18(例如c4、c6、c8、c10、c12、c14、c16、c18或c19等)杂芳基、c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)烷氧基或c1~c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9)硫代烷氧基中的任意一种。

在一个实施方式中,所述n1、n2、n3、n4各自独立地选自0或1。

在一个实施方式中,所述有机化合物选自如下化合物m1~m40中的任意一种:

本发明的目的之二在于提供一种热活化延迟荧光材料,所述热活化延迟荧光材料包括如目的之一所述的有机化合物。

本发明的目的之三在于提供一种显示面板,所述显示面板包括oled器件,所述oled器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层,所述有机薄膜层包括发光层;所述发光层的材料包括如目的之二所述的热活化延迟荧光材料。

在一个实施方式中,所述热活化延迟荧光材料用作发光层的主体材料、掺杂材料或共同掺杂材料中的任意一种。

在一个实施方式中,所述有机薄膜层还包括空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的任意一种或至少两种的组合。

本发明所述oled器件中,阳极材料可以为金属、金属氧化物或导电性聚合物;其中,所述金属包括铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金,所述金属氧化物包括氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌、氧化铟镓锌(igzo)等,所述导电性聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等。除以上有助于空穴注入材料及其组合,还包括已知的适合做阳极的材料。

所述oled器件中,阴极材料可以为金属或多层金属材料;其中,所述金属包括铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金,所述多层金属材料包括lif/al、lio2/al、baf2/al等。除以上有助于电子注入的材料及其组合,还包括已知的适合做阴极的材料。

所述oled器件中,有机薄膜层包括至少一层发光层(eml)和设置于发光层两侧的空穴传输层(htl)、空穴注入层(hil)、电子阻挡层(ebl)、空穴阻挡层(hbl)、电子传输层(etl)、电子注入层(eil)中的任意一种或至少两种的组合,其中空穴/电子注入及传输层可以为咔唑类化合物、芳胺类化合物、苯并咪唑类化合物及金属化合物等。所述oled器件的阴极上(远离阳极的一侧)还可以任选地设置盖帽层(cpl)。

所述oled器件的示意图如图1所示,包括阳极101和阴极102,设置于所述阳极101和阴极102之间的发光层103,在发光层103的两侧设置有第一有机薄膜层104和第二有机薄膜层105,所述第一有机薄膜层104为空穴传输层(htl)、空穴注入层(hil)或电子阻挡层(ebl)中的任意1种或至少2种的组合,所述第二有机薄膜层105包括电子传输层(etl)、空穴阻挡层(hbl)或电子注入层(eil)中的任意1种或至少2种的组合;所述阴极102上(远离105的一侧)还可以任选的设置盖帽层(cpl)。

所述oled器件可以通过以下方法制备:在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极,在阳极上形成有机薄层,在有机薄层上形成阴极。其中,形成有机薄层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。

本发明的目的之四在于提供一种电子设备,所述电子设备包括如目的之三所述的显示面板。

本发明提供的具有如式i所示结构的有机化合物示例性的通过如下合成路线制备得到:

上述合成路线中,x1、x2、x3、x4各自独立地选自卤素(例如氯、溴或碘等);r1、r2、r11、r12、r13、r14、n1、n2、n3、n4各自独立地具有与式i中相同的限定范围。

实施例1

本实施例提供一种有机化合物,结构如下:

该有机化合物m1的制备方法为:

在250ml三口瓶中依次加入化合物1a(5.36g,20mmol)、化合物1b(11.24g,40mmol)、150ml除水除氧的甲苯、碳酸铯(13.03g,40mmol)、四(三苯基膦)钯pd(pph3)4(0.23g,0.2mmol)和三叔丁基膦p(t-bu)3(40.5mg,0.2mmol),然后在氮气氛围下120℃反应24h。冷却至室温,将反应液倒入200ml冰水中,二氯甲烷萃取三次,合并有机相,旋蒸去除溶剂,硅胶柱层析(淋洗液为体积比1:1的二氯甲烷/正己烷混合溶液)分离纯化,得到目标产物m1。

所述有机化合物m1的表征结果:

1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ8.50(s,4h),7.93(s,2h),7.90(s,2h),7.29(s,3h),7.22(s,3h);

13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ146.60(s),135.22(d,j=3.5hz),126.89(s),126.34(s),122.83(s),122.05(s),118.64(s),116.12(s),114.74(s),108.84(s),106.04(s),104.86(s)。

实施例2

本实施例提供一种有机化合物,结构如下:

该有机化合物m2的制备方法为:

在250ml三口瓶中依次加入化合物1a(5.36g,20mmol)、化合物2b(5.62g,20mmol)、化合物2c(5.41g,20mmol)、150ml除水除氧的甲苯、碳酸铯(13.03g,40mmol)、pd(pph3)4(0.23g,0.2mmol)和p(t-bu)3(40.5mg,0.2mmol),然后在氮气氛围下120℃反应24h。冷却至室温,将反应液倒入200ml冰水中,二氯甲烷萃取三次,合并有机相,旋蒸去除溶剂,硅胶柱层析(淋洗液为体积比1:1的二氯甲烷/正己烷混合溶液)分离纯化,得到目标产物m2。

所述有机化合物m2的表征结果:

1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ7.91(d,j=1.5hz,2h),7.88(t,j=1.5hz,1h),7.62(d,j=7.5hz,1h),7.56(d,j=7.5hz,1h),7.51(d,j=7.5hz,1h),7.49-7.44(m,2h),7.39(d,j=7.5hz,1h),7.31(d,j=7.5hz,1h),7.26(d,j=7.5hz,1h);

13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ168.91,168.80,166.90,166.78,138.10,137.45,137.40,134.09,133.33,133.28,133.26,133.21,130.69,130.67,130.48,129.75,128.15,128.13,128.10,128.09,128.08,128.06,128.04,124.16,124.11,124.10,124.05,117.56,116.83,116.79,115.30,115.19,114.60,112.62,112.61,112.59,111.18,111.16,109.76,109.74,105.09,105.08,105.07,105.06,103.94,103.87,100.79,100.72。

实施例3

本实施例提供一种有机化合物,结构如下:

该有机化合物m3的制备方法为:

在250ml三口瓶中依次加入化合物1a(5.36g,20mmol)、化合物3b(7.84g,20mmol)、化合物3c(5.24g,20mmol)、150ml除水除氧的甲苯、碳酸铯(13.03g,40mmol)、pd(pph3)4(0.23g,0.2mmol)和p(t-bu)3(40.5mg,0.2mmol),然后在氮气氛围下120℃反应24h。冷却至室温,将反应液倒入200ml冰水中,二氯甲烷萃取三次,合并有机相,旋蒸去除溶剂,硅胶柱层析(淋洗液为体积比1:1的二氯甲烷/正己烷混合溶液)分离纯化,得到目标产物m3。

所述有机化合物m3的表征结果:

1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ8.33(s,3h),8.16(d,j=7.5hz,2h),7.56(dd,j=7.5,6.6hz,3h),7.50(d,j=7.4hz,2h),7.29(dd,j=7.5,4.6hz,2h),2.39(s,6h);

13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ168.35,167.10,163.65,163.01,162.13,162.08,137.55,137.47,134.94,134.89,134.87,134.83,133.07,133.03,133.01,132.96,130.51,130.47,117.73,117.69,115.23,115.19,111.20,111.19,111.18,111.17,104.75,104.74,104.73,104.72,103.95,103.94,103.89,103.88,25.00。

实施例4

本实施例提供一种有机化合物,结构如下:

该有机化合物m4的制备方法为:

在250ml三口瓶中依次加入化合物1a(5.36g,20mmol)、化合物4b(6.76g,20mmol)、化合物4c(5.67g,20mmol)、150ml除水除氧的甲苯、碳酸铯(13.03g,40mmol)、pd(pph3)4(0.23g,0.2mmol)和p(t-bu)3(40.5mg,0.2mmol),然后在氮气氛围下120℃反应24h。冷却至室温,将反应液倒入200ml冰水中,二氯甲烷萃取三次,合并有机相,旋蒸去除溶剂,硅胶柱层析(淋洗液为体积比1:1的二氯甲烷/正己烷混合溶液)分离纯化,得到目标产物m4。

所述有机化合物m4的表征结果:

1h-nmr(400mhz,cdcl3):δ8.33(s,2h),8.15(d,j=7.5hz,1h),8.09(d,j=7.5hz,1h),7.56(d,j=7.5hz,2h),7.50(d,j=7.4hz,2h),7.30(d,j=7.5hz,2h);

13c-nmr(100mhz,cdcl3):δ168.35,164.82,162.42,160.06,160.01,151.49,150.77,137.55,137.47,135.26,135.21,135.20,135.15,133.33,133.28,133.26,133.21,130.51,130.47,118.12,118.08,115.43,115.26,115.25,115.23,115.19,111.08,111.07,111.05,104.74,104.73,104.72,104.71,103.95,103.94,103.89,103.88。

以下列举几种本发明所述有机化合物应用于oled器件中的应用例:

应用例1

本应用例提供一种oled器件,所述oled器件依次包括:基板、氧化铟锡(ito)阳极15nm、空穴注入层10nm、空穴传输层110nm、发光层30nm、第一电子传输层30nm、第二电子传输层5nm、阴极15nm(镁银电极,镁银质量比为1:9)、盖帽层(cpl)100nm。

oled器件的制备步骤如下:

(1)将玻璃基板切成50mm×50mm×0.7mm的大小,分别在异丙醇和去离子水中超声处理30min,然后暴露在臭氧下清洁10min,得到基板;将所得的具有厚度为15nm的ito阳极的玻璃基板安装到真空沉积设备上;

(2)在真空度为2×10-6pa下,在ito阳极层上真空蒸镀上化合物hat-cn,厚度为10nm,作为空穴注入层;

(3)在空穴注入层上真空蒸镀化合物tapc作为空穴传输层,厚度为110nm;

(4)在空穴传输层上共沉积发光层,其中,用本发明实施例1提供的有机化合物m1作为发光层的掺杂材料,化合物mcbp作为发光层的主体材料,m1与mcbp的质量比为1:9,厚度为30nm;

(5)在发光层上真空蒸镀化合物tpbi作为第一电子传输层,厚度为30nm;

(6)在第一电子传输层上真空蒸镀化合物alq3作为第二电子传输层,厚度为5nm;

(7)在第二电子传输层上真空蒸镀镁银电极作为阴极,厚度为15nm;

(8)在阴极上真空蒸镀cbp作为阴极覆盖层(盖帽层),厚度为100nm。

所述oled器件中用到的化合物结构如下:

应用例2

本应用例与应用例1的区别仅在于,将步骤(4)中的有机化合物m1用等量的本发明实施例2提供的有机化合物m2替换;其它制备步骤均相同。

应用例3

本应用例与应用例1的区别仅在于,将步骤(4)中的有机化合物m1用等量的本发明实施例3提供的有机化合物m3替换;其它制备步骤均相同。

应用例4

本应用例与应用例1的区别仅在于,将步骤(4)中的有机化合物m1用等量的本发明实施例4提供的有机化合物m4替换;其它制备步骤均相同。

对比例1

本对比例与应用例1的区别仅在于,将步骤(4)中的有机化合物m1用等量的dmqa替换;其它制备步骤均相同。

性能测试:

(1)化合物的模拟计算:

有机化合物的单线态和三线态的能级差可以通过guassian09软件(guassianinc.)完成,能级差δest具体的模拟方法可参照文献(j.chem.theorycomput.,2013,doi:10.1021/ct400415r)进行,分子结构优化和激发均可用td-dft方法“b3lyp”和基组“6-31g(d)”完成;按照上述方法模拟本发明提供的有机化合物m1、m2、m3和m4,结果如表1所示。

(2)化合物的轨道排布模拟:

按照现有技术中的方法模拟本发明提供的有机化合物的轨道排布图,例如参考furchef,ahlrichsr.adiabatictime-dependentdensityfunctionalmethodsforexcitedstateproperties[j].journalofchemicalphysics,2002,117(16):7433。

图2为本发明提供的有机化合物m1的homo和lumo轨道排布图,图3为有机化合物m2的homo和lumo轨道排布图,图4为实施例3提供的有机化合物m3的homo和lumo轨道排布图,图5为实施例4提供的有机化合物m4的homo和lumo轨道排布图;结合图2~5可知,本发明提供的有机化合物的分子homo和lumo分别排布在不同的区域上,实现了比较完全的分离,有助于减小隙间能差△est,从而提高逆隙间窜越能力。

表1

从表1的数据可知,本发明提供的有机化合物通过分子结构的特殊设计,其△est均降低到0.04~0.10ev,实现了较小的单线态和三线态能级差,利于反向隙间窜越;荧光寿命大幅度提高,可以达到μs级别,甚至达到5.4~18.6μs,具有明显的延迟荧光效应。

(3)oled器件的性能评价:

用keithley2365a数字纳伏表测试oled器件在不同电压下的电流,然后用电流除以发光面积得到oled器件的在不同电压下的电流密度;用konicaminoltacs-2000分光辐射亮度计测试oled器件在不同电压下的亮度和辐射能流密度;根据oled器件在不同电压下的电流密度和亮度,得到在相同电流密度下(10ma/cm2)的电流效率和外量子效率。按照上述方法测试应用例1~4、对比例1提供的oled器件的启亮电压(vturn-on)、电流效率(ce,cd/a)、外量子效率(eqe,%)、功率效率(pe,lm/w)和色度坐标cie(x,y),具体数据如表2所示。

表2

从表2的数据可得,以本发明所述的有机化合物作为发光层材料制备的oled器件具有更低的启亮电压,更高的电流效率、功率效率和外量子效率,oled器件的电流效率达到23.5~35.4cd/a,功率效率可达到19.9~22.1lm/w,外量子效率提高至17.1%以上、甚至达到23.4%;而且其通过取代基的选择和设计,可作为发光层掺杂材料实现全波谱的发射。这主要得益于本发明提供的有机化合物具有较高的三线态能量以及较小的能级差△est。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的有机化合物、热活化延迟荧光材料及其应用,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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