[發明專利]一種多環稠合有機硼半導體材料及OLED器件應用

在審

• 申請號: 202110269119.9
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113054126A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李曉常;許千千;殷正凱;坪山明;上野和則
• 申請（專利權）人: 冠能光電材料（深圳）有限責任公司;江西冠能光電材料有限公司
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;C07F5/02;C07B59/00;C09K11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明披露了一種含多環稠合發色團有機硼半導體材料及其在有機發光二極管OLED應用，其特征是所述的OLED器件中的發光層含有如下化學結構通式發光材料：可應用于蒸鍍或溶液成膜的有機發光器件OLED，增加藍色發光器件的性能、延長器件的使用壽命。

技術領域：

本發明涉及一種有機半導體化合物及其在有機電致發光器件OLED應用。尤其涉及到新型有機藍色發光層材料分子設計、合成，改善發光材料的性能，增加藍色發光材料穩定性，改善其OLED顯示器件的壽命。

背景技術：

有機半導體材料屬于新型光電材料，其大規模研究起源于1977年由白川英樹，A.Heeger 及A.McDiamid共同發現了導電率可達銅水平的摻雜聚乙炔。隨后，1987年Kodak公司的C.Tang等發明了有機小分子發光二極管(OLED)，和1990年劍橋大學R.Friend及A.Holmes 發明了聚合物發光二極管P-OLED，以及1998年S.Forrest與M.Thomson發明了效率更高的有機磷光發光二極管PHOLED。由于有機半導體材料具有結構易調可獲得品種多樣，能帶可調，甚至如塑料薄膜加工一樣的低成本好處，加上有機半導體在導電薄膜，靜電復印，光伏太陽能電池應用，有機薄膜晶體管邏輯電路，和有機發光OLED平板顯示與照明等眾多應用，白川-Heeger-McDiamid三位科學家于2000年獲得諾貝爾化學獎。

作為新一代平板顯示應用的有機電致發光二極管，有機光電半導體材料要求有：1.高發光效率；2.優良的電子與空穴穩定性；3.合適的發光顏色；4.優良的成膜加工性；5.與液晶顯示相比更低的成本。原則上，大部分共軛性有機分子(包含星射體)，共軛性聚合物，和含有共軛性發色團配體的有機重金屬絡合物都有具備電激發光性能，應用在各類發光二極管，如有機小分子發光二極管(OLED)，聚合物有機發光二極管(POLED)，有機磷光發光二極管(PHOLED)，有機熱激活延遲熒光TADF OLED。磷光PHOLED兼用了單線激發態(熒光)和三線激發態(磷光)的發光機理，顯然比小分子OLED及高分子POLED高得多的發光效率，已經應用在多款現代手機顯示屏，但不足之處是需要使用貴重金屬，如銥或鉑等，使得OLED顯示屏手機造價高昂。佳能公司人員最早于2004年(US2006/0051616，美國專利US7749617，國際優先日2004年9月8日)開創使用不含貴重金屬的三線態發光材料，通過三線態與單線態系間逆向交換RISC(Reverse inter system crossing)獲得熱激活延遲熒光TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence)，從而能使處于三重態的激子高效發出熒光。因此，類似含有貴重金屬的磷光三線態發光材料，不含貴重金屬的TADF材料的發光效率是一般熒光OLED材料的3～4倍，內量子效率可達100％。因此，TADF發光材料可望大大降低高效有機發光材料的成本，增加OLED顯示板的競爭力。作為有機電致藍光發光材料，磷光三線態有機金屬發光材料雖然比熒光發光材料效率高3倍，但由于壽命問題，致使目前商用AMOLED中不得不使用效率較低但壽命相對更長的熒光藍光材料。因此，開發更穩定、更高效的電致藍光發光材料，尤其是高效、低成本而又壽命更長的TADF藍光發光材料，一直是行業中頗具戰略意義的課題。

在一般有機半導體材料中，根據洪特定則，三重態的能量會低于單重態，其能帶差(△ Es1-t1)通常是0.5eV或以上，使得處于三重態的電子基本不可能回到單重態發射光波。而在TADF材料中，通過分子設計使得分子軌道中的最高占據軌道(HOMO)和最低未占軌道 (LUMO)極少的重疊，制備出三線態和單線態能級差縮小，甚至只有0.3eV或以下的熒光材料，使電子有可能從三線態逆系跨越到單線態(或稱為RISC)而獲得類似于磷光發光一樣達到100％的電至發光效率。已報道的材料例子是發綠光的2，6－二氰基－1，3，4，5－三咔唑苯。