一种共振型有机化合物及其应用的制作方法

本发明涉及半导体，尤其涉及一种共振型有机化合物及其应用。

背景技术：

1、传统荧光掺杂材料受限于早期的技术，只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)，外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。

2、随着5g时代的到来，对显色标准提出了更高的要求，发光材料除了高效、稳定，也需要更窄的半峰宽以提升器件发光色纯度。荧光掺杂材料可通过分子工程，实现高荧光量子、窄半峰宽，蓝色荧光掺杂材料已获得阶段性突破，硼类材料半峰宽可降低至30nm以下；而人眼更为敏感的绿光区域，研究主要集中在磷光掺杂材料，但其发光峰形难以通过简单方法缩窄，因此为满足更高的显色标准，研究窄半峰宽的高效绿色荧光掺杂材料具有重要意义。

3、另外，敏化技术将三线态激子敏化材料与荧光掺杂材料相结合，利用三线态激子敏化材料作为激子敏化媒介，充分利用三线态激子，通过能量传递将能量传递给荧光掺杂材料，同样可以达到100％的器件内量子效率，该技术能弥补荧光掺杂材料激子利用率不足的缺点，有效发挥荧光掺杂材料高荧光量子产率、高器件稳定性、高色纯度及价廉的特点，在oleds应用上具有广阔前景。

4、具有共振结构的硼类化合物更容易实现窄半峰宽发光，该类材料应用于敏化荧光技术中，可以实现高效率、窄半峰宽发射的器件制备。如cn 107507921 a和cn 110492006a中，公开了以最低单线态和最低三线态能级差小于等于0.2ev的tadf材料为主体，含硼类材料为掺杂的发光层组合技术；cn 110492005a和cn 110492009 a中公开以激基复合物为主体，含硼类材料为掺杂的发光层组合方案；均能实现与磷光媲美的效率、相对较窄的半峰宽。因此，开发基于窄半峰宽硼类发光材料的敏化技术，在面向bt.2020显示指标上，具有独特的优势及强劲的潜力。

5、论文中公开报道的czbn结构(cas:2170487-27-9,10.1002/aelm.202001090)是一个良好的绿光构建单元，以其为核心框架接枝咔唑类给体是一个有效获得绿光、橙光的技术方案，吉林大学在2020年公开了一个绿光化合物m-cz-bncz(cas:2648122-57-8,10.1002/anie.202007210)，但是半峰宽大于40nm，色纯度较差；2021年该校公开的一种芳胺修饰的对称结构bn-1(cas:2640056-71-7,10.26434/chemrxiv.14371073.v1)，该材料发光峰值大于560nm，半峰宽大于40nm，绿光发光效果较差；同年深圳大学(cas:2624128-47-6,10.1002/adfm.202102017)公开了一种绿光非对称结构bn2，但是半峰宽大于40nm，色纯度较低；综上所述，以czbn为核心，采取简单的接枝咔唑或者芳胺以实现绿光的窄半峰宽发射，是一件极具挑战的工作。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种共振型有机化合物及其应用。本发明共振型有机化合物的结构如通式(1)所示，在咔唑基团上位于硼的对位的位点处引入咔唑、芳胺类衍生物，可以形成高效的共振型有机化合物，具有显著的调节光色、缩窄半峰宽、提升器件性能的作用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种共振型有机化合物，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：

4、

5、通式(1)中，z表示为c-r0；r0每次出现相同或不同的表示为h、氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；“------”表示为单键或者不连接；

6、r1表示为h、氘原子、氰基、卤素原子、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

7、r2每次出现相同或不同的表示为h、氘原子、取代或未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

8、r3表示为取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

9、用于取代基团的取代基任选自卤素原子、氘原子、氰基、c1-c10烷基、c5-c10环烷基、c5-c10环烯基、c1-c10的烷氧基、c3-c20环烷基、c6-c30芳基、c3-c30杂芳基中的一种或多种；

10、所述杂芳基中的杂原子任选自o、s、n、si中的一种或多种。

11、优选地，所述共振型有机化合物的结构如通式(2)～通式(6)的任一种所示：

12、

13、通式(2)～通式(6)中，所述z、r1、r2的定义同上文中的限定；

14、所述y表示为c-r4；r4每次出现相同或不同的表示为h、氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

15、用于取代基团的取代基任选自卤素原子、氘原子、氰基、c1-c10烷基、c5-c10环烷基、c5-c10环烯基、c1-c10的烷氧基、c3-c20环烷基、c6-c30芳基、c3-c30杂芳基中的一种或多种；

16、所述杂芳基中的杂原子任选自o、s、n、si中的一种或多种。

17、优选地，所述共振型有机化合物的结构如通式(7)～通式(11)的任一种所示：

18、

19、通式(7)～通式(11)中，z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8、z9、z10表示为c-h或c-r0；r0每次出现相同或不同的表示为氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

20、r1表示为h、氘原子、氰基、卤素原子、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

21、r2每次出现相同或不同的表示为h、氘原子、取代或未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

22、所述y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8、y9、y10表示为c-h或c-r4；r4每次出现相同或不同的表示为氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、取代或者未取代的c1-c10的烷基或硅烷基、取代或者未取代的氨基、取代或者未取代的c6-c30的芳基、取代或者未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；

23、用于取代基团的取代基任选自卤素原子、氘原子、氰基、c1-c10烷基、c5-c10环烷基、c5-c10环烯基、c1-c10的烷氧基、c3-c20环烷基、c6-c30芳基、c3-c30杂芳基中的一种或多种；

24、所述杂芳基中的杂原子任选自o、s、n、si中的一种或多种。

25、进一步优选，所述r0、r4每次出现分别相同或不同的表示为氢、氘、氚、取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的叔丁基、取代或未取代的环戊基、取代或未取代的环己基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、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、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n-苯基咔唑基、取代或未取代的9,9-二甲基芴基、取代或未取代的9,9-二苯基芴基、取代或未取代的螺芴基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的三嗪基、取代或未取代的金刚烷基中的一种；

26、所述r1表示为氢、氘、氚、氰基、取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的叔丁基、取代或未取代的环己基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、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、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的三嗪基、取代或未取代的金刚烷基中的一种；

27、所述r2表示为氢、氘、氚、取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的叔丁基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的金刚烷基中的一种；

28、所述r3表示为取代或未取代的甲基、取代或未取代的乙基、取代或未取代的异丙基、取代或未取代的叔丁基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的环己烷基、取代或未取代的金刚烷基中的一种；

29、用于取代基团的取代基任选自氘原子、氯原子、氟原子、三氟甲基、金刚烷基、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔戊基、叔丁基、丁基、甲氧基、苯基、二联苯基、萘基、蒽基、菲基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、喹啉基、异喹啉基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、吡咯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9,9-二甲基芴基、螺芴基、咔唑基、n-苯基咔唑基、咔唑啉基、氮杂菲基中的一种或多种。

30、进一步优选，所述r0、r1、r2、r3、r4表示为如下所示结构中的任一种所示：

31、氢原子、氘原子、甲基、氘代甲基、苯基、氘代苯基、氘代联二苯基、金刚烷基、叔丁基、氰基、

32、进一步优选，所述r0、r1、r2、r3、r4表示为如下所示结构中的任一种所示：

33、

34、优选地，所述共振型有机化合物的具体结构式为以下结构中的任一种：

35、

36、

37、

38、

39、

40、

41、

42、

43、

44、

45、

46、

47、一种有机发光器件，包含阴极、阳极和功能层，所述功能层位于阴极和阳极之间，所述有机发光器件的功能层中包含所述共振型有机化合物。

48、优选方案，所述功能层包含发光层，所述发光层的掺杂材料为所述的共振型有机化合物。

49、优选方案，所述发光层包含第一主体材料、第二主体材料和掺杂材料，所述第一主体材料和第二主体材料中至少有一个为tadf材料，所述掺杂材料为所述的共振型有机化合物。

50、优选方案，所述发光层包含主体材料、激子敏化材料和掺杂材料，所述激子敏化材料为含金属元素的配合物，所述掺杂材料为所述的共振型有机化合物。

51、与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

52、(1)本发明化合物应用于oled器件，可以作为发光层材料的掺杂材料，在电场作用下可以发荧光，可以应用于oled照明或者oled显示领域；

53、(2)本发明化合物作为掺杂材料具有较高的荧光量子效率，材料的荧光量子效率接近100％；

54、(3)本发明化合物的光谱fwhm较窄，能够有效提升器件色域，提升器件的发光效率；

55、(4)在咔唑基团上位于硼的对位的位点处引入咔唑或芳胺衍生物，有利于进一步增强分子的共振效果，使得材料的发射光谱进一步窄化；

56、(5)在咔唑基团上位于硼的对位的位点处引入咔唑或芳胺衍生物，可以进一步提高电子云的离域程度，提高激发态的振子强度，降低分子的重组能，从而起到降低斯托克斯位移以及缩窄半峰宽的效果。

57、本发明的化合物具有窄半峰宽、高荧光量子产率，可用作有机电致发光器件的发光层掺杂材料，从而提升器件的发光色纯度和寿命。