[發(fā)明專利]一種羰基稠合的硼氮衍生物及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114773366A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉宏;程迎春;王凱
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 夏蘇娟

本發(fā)明屬于發(fā)光器件領(lǐng)域，涉及一種羰基稠合的硼氮衍生物及其制備方法和應(yīng)用，該羰基稠合的硼氮衍生物是在硼氮結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上稠合一個影響其HOMO與LUMO能級電子云分布的羰基。本發(fā)明提出了一類新型羰基稠合的硼氮衍生物B/N/C＝O的制備方法，并將其應(yīng)用于有機(jī)電致發(fā)光器件中，獲得了極佳的效果；該體系擴(kuò)展了TADF材料分子庫，推動了具有高效率、高色純度以及低效率滾降的有機(jī)發(fā)光二極管的應(yīng)用，為日后能設(shè)計(jì)更接近商業(yè)化需求的熱活化延遲熒光OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)材料提供了一定的基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光器件領(lǐng)域，涉及一種羰基稠合的硼氮衍生物及其制備方法和應(yīng)用，具體來說用于有機(jī)電致發(fā)光器件。

背景技術(shù)

有機(jī)發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于柔性屏顯示，日常照明等領(lǐng)域，開發(fā)具有更高色純度和還原度的有機(jī)發(fā)光材料的研究將對于增強(qiáng)高清和超薄等顯示技術(shù)極為重要。

作為第三代有機(jī)發(fā)光材料，熱活化延遲熒光(TADF)材料因其成本低，效率高等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。熱活化延遲熒光材料常通過設(shè)計(jì)扭曲的給受體片段以實(shí)現(xiàn)較小的單線態(tài)三線態(tài)帶隙ΔE_ST，但是這不可避免的導(dǎo)致分子弛豫的增加，導(dǎo)致色純度較差。近年來提出的多重共振的分子設(shè)計(jì)策略為開發(fā)具有較高的輻射躍遷速率，較小的半峰寬以及更高的色純度的器件提供了有效的解決思路。經(jīng)過多年研究，目前多重共振體系主要開發(fā)出三種類型的分子結(jié)構(gòu)，以DABNA-1(5,9-diphenyl-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene)為母核的硼氮(BN)體系，以QAO(quinolino[3,2,1-de]acridine-5,9-dione)為母核的氮二酮結(jié)構(gòu)，以2a(5,9-dioxa-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene)為母核的硼氧分子結(jié)構(gòu)。其中硼氧體系常被設(shè)計(jì)為分子的受體片段，氮羰基體系由于器件中半峰寬的明顯延展而日漸受到冷落，目前多重共振的研究主要以BN體系為核心的分子結(jié)構(gòu)為主。盡管BN分子體系經(jīng)過多年發(fā)展實(shí)現(xiàn)了較高的EQE(外量子效率)和較窄的FWHM(半峰寬)，面臨嚴(yán)重的效率滾降的問題，阻礙了其商業(yè)化的發(fā)展。盡管引入合適的敏化劑會有效提升三線態(tài)激子的利用率并減小滾降，但是匹配敏化劑的挑選、器件結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控等都將是一個個不可避免的難題。因此通過增強(qiáng)分子的自選軌道耦合(SOC)從而提升反向系間竄越速率k_RISC對于減小分子滾降而言將是一個充滿巨大潛力的策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種羰基稠合的硼氮衍生物及其制備方法和應(yīng)用，能夠得到具有高效率、高色純度以及低效率滾降的具有商業(yè)化應(yīng)用潛力的優(yōu)秀器件。

按照本發(fā)明的技術(shù)方案，所述羰基稠合的硼氮衍生物，在硼氮結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上稠合一個影響其HOMO與LUMO能級電子云分布的羰基。

進(jìn)一步的，所述硼氮衍生物具有如下所示的結(jié)構(gòu)：

其中，X選自氧、硫、硒、芴基、硅基或二苯基；

R₁-R₆獨(dú)立選自氫、氰基、甲基、叔丁基、二苯胺基、3,6-二叔丁基二苯胺基、咔唑基、3,6-二叔丁基咔唑基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、三嗪基、芴酮基或9,9'-螺二芴基。

本發(fā)明的第二方面提供了上述羰基稠合的硼氮衍生物的制備方法，包括以下步驟，

S1：在鈀催化劑和堿的作用下，化合物I和式(7)所示化合物進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，得到化合物II，所述化合物I的結(jié)構(gòu)式如式(5)、(6)、(12)或(13)所示，所述化合物II的結(jié)構(gòu)式如式(8)、(9)、(14)或(15)所示；

S2：在有機(jī)鋰、三溴化硼和N,N-二異丙基乙胺的作用下，化合物II發(fā)生硼化環(huán)合反應(yīng)，生成硼氮化合物；所述硼氮化合物的結(jié)構(gòu)如式(10)、(11)、(16)或(17)所示；