本發(fā)明涉及用于有機電子器件的化合物,例如有機電致發(fā)光器件。更特別地,涉及一種具有式1結(jié)構(gòu)的化合物,以及包含該化合物的有機電致發(fā)光器件和包含該化合物的化合物組合物。
背景技術(shù):
1、有機電子器件包括但是不限于下列種類:有機發(fā)光二極管(oleds),有機場效應(yīng)晶體管(o-fets),有機發(fā)光晶體管(olets),有機光伏器件(opvs),染料-敏化太陽能電池(dsscs),有機光學(xué)檢測器,有機光感受器,有機場效應(yīng)器件(ofqds),發(fā)光電化學(xué)電池(lecs),有機激光二極管和有機電致發(fā)光器件。
2、1987年,伊斯曼柯達(dá)的tang和van?slyke報道了一種雙層有機電致發(fā)光器件,其包括芳基胺空穴傳輸層和三-8-羥基喹啉-鋁層作為電子傳輸層和發(fā)光層(applied?physicsletters,1987,51(12):913-915)。一旦加偏壓于器件,綠光從器件中發(fā)射出來。這個發(fā)明為現(xiàn)代有機發(fā)光二極管(oleds)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。最先進(jìn)的oleds可以包括多層,例如電荷注入和傳輸層,電荷和激子阻擋層,以及陰極和陽極之間的一個或多個發(fā)光層。由于oleds是一種自發(fā)光固態(tài)器件,它為顯示和照明應(yīng)用提供了巨大的潛力。此外,有機材料的固有特性,例如它們的柔韌性,可以使它們非常適合于特殊應(yīng)用,例如在柔性基底制作上。
3、oled可以根據(jù)其發(fā)光機制分為三種不同類型。tang和van?slyke發(fā)明的oled是熒光oled。它只使用單重態(tài)發(fā)光。在器件中產(chǎn)生的三重態(tài)通過非輻射衰減通道浪費了。因此,熒光oled的內(nèi)部量子效率(iqe)僅為25%。這個限制阻礙了oled的商業(yè)化。1997年,forrest和thompson報告了磷光oled,其使用來自含絡(luò)合物的重金屬的三重態(tài)發(fā)光作為發(fā)光體。因此,能夠收獲單重態(tài)和三重態(tài),實現(xiàn)100%的iqe。由于它的高效率,磷光oled的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展直接為有源矩陣oled(amoled)的商業(yè)化作出了貢獻(xiàn)。最近,adachi通過有機化合物的熱激活延遲熒光(tadf)實現(xiàn)了高效率。這些發(fā)光體具有小的單重態(tài)-三重態(tài)間隙,使得激子從三重態(tài)返回到單重態(tài)的成為可能。在tadf器件中,三重態(tài)激子能夠通過反向系統(tǒng)間穿越產(chǎn)生單重態(tài)激子,導(dǎo)致高iqe。
4、oleds也可以根據(jù)所用材料的形式分類為小分子和聚合物oled。小分子是指不是聚合物的任何有機或有機金屬材料。只要具有精確的結(jié)構(gòu),小分子的分子量可以很大。具有明確結(jié)構(gòu)的樹枝狀聚合物被認(rèn)為是小分子。聚合物oled包括共軛聚合物和具有側(cè)基發(fā)光基團(tuán)的非共軛聚合物。如果在制造過程中發(fā)生后聚合,小分子oled能夠變成聚合物oled。
5、已有各種oled制造方法。小分子oled通常通過真空熱蒸發(fā)來制造。聚合物oled通過溶液法制造,例如旋涂,噴墨印刷和噴嘴印刷。如果材料可以溶解或分散在溶劑中,小分子oled也可以通過溶液法制造。
6、oled的發(fā)光顏色可以通過發(fā)光材料結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)。oled可以包括一個發(fā)光層或多個發(fā)光層以實現(xiàn)期望的光譜。綠色,黃色和紅色oled,磷光材料已成功實現(xiàn)商業(yè)化。藍(lán)色磷光器件仍然具有藍(lán)色不飽和,器件壽命短和工作電壓高等問題。商業(yè)全彩oled顯示器通常采用混合策略,使用藍(lán)色熒光和磷光黃色,或紅色和綠色。目前,磷光oled的效率在高亮度情況下快速降低仍然是一個問題。此外,期望具有更飽和的發(fā)光光譜,更高的效率和更長的器件壽命。
7、三嗪類有機半導(dǎo)體材料由于其優(yōu)越的光電性能、氧化還原性能、穩(wěn)定性等,因此較多的應(yīng)用于oled之中。然而目前報道的三嗪類有機半導(dǎo)體材料在光電器件中載流子傳輸能力和壽命存在一定的局限性。
8、us20230042547a1公開了具有下式結(jié)構(gòu)的有機化合物和包含所述化合物的有機發(fā)光器件:其中ar1為取代或未取代的c6-50的芳基,l1和l2為單鍵或取代或未取代的c6-50的亞芳基,r1至r4為氫,取代或未取代的c1-50的烷基,取代或未取代的c6-50的芳基。該申請在具體結(jié)構(gòu)中公開了以下化合物:該申請關(guān)注的是與三嗪連接的亞苯基上鄰位取代基為芳基時(對應(yīng)于l1-ar1結(jié)構(gòu))的化合物,并且關(guān)注于其化合物作為電子傳輸材料在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。該申請未公開和教導(dǎo)其他化合物對器件性能的影響,也未公開或教導(dǎo)其化合物作為其他材料(例如主體材料)對器件性能的特殊影響。
9、cn115785077a公開了具有下式結(jié)構(gòu)的有機化合物和包含所述化合物的有機發(fā)光器件:其中ar1為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。該申請在具體結(jié)構(gòu)中公開了以下化合物:該申請公開的化合物中三嗪上連接的三個取代基中的1個必須是通過氮原子與其直接連接的咔唑基,并未公開或教導(dǎo)三嗪連接其他基團(tuán)的化合物及其在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
10、wo2020111586a1公開了具有下式結(jié)構(gòu)的有機化合物和包含所述化合物的有機發(fā)光器件:其中x各自獨立地為n或ch,ar1和ar2為取代或未取代的c6-60的芳基,取代或未取代的含有n,o或s的c5-60的雜芳基,l為單鍵,取代或未取代的c6-60的亞芳基,取代或未取代的含有n,o或s的c5-60的亞雜芳基,e為取代或未取代的含有一個或多個n的c5-60的雜芳基,d選自該申請在公開的眾多具體結(jié)構(gòu)中提到了以下化合物:該申請公開的化合物中e必須為取代或未取代的含有一個或多個n的c5-60的雜芳基,未公開和教導(dǎo)取代基e為芳基時的化合物及其對器件性能的影響。
11、wo2021040467a1公開了具有下式結(jié)構(gòu)的有機化合物和包含所述化合物的有機發(fā)光器件:其中ar為取代或未取代的c6-60的芳基;r1和r2選自各自獨立地為取代或未取代的c6-60芳基;或含有一個或多個選自n、o和s的雜原子的取代或未取代的c5-60雜芳基。該申請在具體結(jié)構(gòu)中公開了以下化合物:該申請公開的化合物中,在亞苯基上咔唑基與三嗪片段必須處于間位。該申請并未公開或教導(dǎo)在亞苯基上咔唑基與三嗪片段處于鄰位的化合物及其在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
12、cn113423705a1公開了具有下式結(jié)構(gòu)的有機化合物和包含所述化合物的有機發(fā)光器件:其中x為o和s,y為n或ch,但y中的2個以上為n;l為亞苯基、聯(lián)苯二基、三聯(lián)苯二基、萘二基或取代有萘基的亞苯基;r1中的一個為取代或未取代的c6-60芳基,余者各自獨立地為氫或氘;r2為氫或氘;r3各自獨立地為氫或氘;r4為取代或未取代的c6-60的芳基。該申請在具體結(jié)構(gòu)中公開了以下化合物:
13、該申請公開的化合物中,l為亞苯基時,在亞苯基上咔唑基與三嗪片段均處于間位或者對位,并未公開或教導(dǎo)在亞苯基上咔唑基與三嗪片段處于鄰位的化合物在有機電致發(fā)光器件中的特殊優(yōu)勢。
14、因此,為滿足業(yè)界日益提升的需求,特別是對于更低的器件電壓,更高的器件效率、更長的器件壽命等性能的需求,三嗪類有機半導(dǎo)體材料的應(yīng)用潛能值得繼續(xù)深入的研究開發(fā)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在提供一系列具有式1結(jié)構(gòu)的化合物來解決至少部分上述問題。所述化合物可用于有機電致發(fā)光器件中,例如用作主體材料、傳輸材料等。這些新型化合物應(yīng)用于電致發(fā)光器件中能提供更好的器件性能,例如,能夠保持低電壓,提升器件效率,尤其能使器件壽命實現(xiàn)出乎意料的大幅提升,能夠提升器件的綜合性能。
2、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,公開一種具有式1結(jié)構(gòu)的化合物:
3、
4、其中,
5、u選自s或se;
6、x1-x4每次出現(xiàn)時相同或不同地選自c,crx或n,且x1至x4中有一個選自c,并與式1中示出的結(jié)構(gòu)相連;
7、y1-y5每次出現(xiàn)時相同或不同地選自cry;
8、z1-z4每次出現(xiàn)時相同或不同地選自crz或n;
9、e1-e4每次出現(xiàn)時相同或不同地選自cre或n;
10、v1-v4每次出現(xiàn)時相同或不同地選自c,crv或n,v5-v8每次出現(xiàn)時相同或不同地選自crv或n,且v1-v4中有一個選自c,并與式1中示出的三嗪相連;
11、q1-q3每次出現(xiàn)時相同或不同地選自crq或n;
12、w1和w2每次出現(xiàn)時相同或不同地選自crw或n;
13、rx每次出現(xiàn)時相同或不同地選自由以下組成的組:氫,氘,鹵素,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)碳原子的環(huán)烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的雜烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)原子的雜環(huán)基,取代或未取代的具有7-30個碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30個碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的烯基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的炔基,取代或未取代的具有6-30個碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30個碳原子的雜芳基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷基鍺基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基鍺基,取代或未取代的具有0-20個碳原子的氨基,?;?,羰基,羧酸基,酯基,異氰基,羥基,巰基,亞磺?;?,磺?;⒒?,及其組合;
14、ry,rz,re,rv和rq每次出現(xiàn)時相同或不同地選自由以下組成的組:氫,氘,鹵素,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)碳原子的環(huán)烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的雜烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)原子的雜環(huán)基,取代或未取代的具有7-30個碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30個碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的烯基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的炔基,取代或未取代的具有6-30個碳原子的芳基,取代或未取代的具有3-30個碳原子的雜芳基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷基鍺基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基鍺基,取代或未取代的具有0-20個碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,異氰基,羥基,巰基,亞磺?;酋;⒒?,及其組合;
15、rw每次出現(xiàn)時相同或不同地選自由以下組成的組:氫,氘,鹵素,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)碳原子的環(huán)烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的雜烷基,取代或未取代的具有3-20個環(huán)原子的雜環(huán)基,取代或未取代的具有7-30個碳原子的芳烷基,取代或未取代的具有1-20個碳原子的烷氧基,取代或未取代的具有6-30個碳原子的芳氧基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的烯基,取代或未取代的具有2-20個碳原子的炔基,取代或未取代的具有3-30個碳原子的雜芳基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷硅基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基硅烷基,取代或未取代的具有3-20個碳原子的烷基鍺基,取代或未取代的具有6-20個碳原子的芳基鍺基,取代或未取代的具有0-20個碳原子的氨基,酰基,羰基,羧酸基,酯基,氰基,異氰基,羥基,巰基,亞磺酰基,磺?;?,膦基,及其組合;
16、相鄰的取代基rx能任選地連接形成環(huán);
17、當(dāng)ry選自取代或未取代的具有2-20個碳原子的烯基時,相鄰的取代基ry能任選地連接形成環(huán);
18、相鄰的取代基rz能任選地連接形成環(huán);
19、相鄰的取代基re能任選地連接形成環(huán);
20、相鄰的取代基rv能任選地連接形成環(huán);
21、相鄰的取代基rq能任選地連接形成環(huán)。
22、根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,公開了一種有機電致發(fā)光器件,其包括陽極,陰極,以及設(shè)置在所述陽極和陰極之間的有機層,所述有機層中至少一層包含前述實施例所述的化合物。
23、根據(jù)本發(fā)明的又一實施例,還公開了一種化合物組合物,所述化合物組合物包含前述實施例所述的化合物。
24、本發(fā)明公開了具有式1結(jié)構(gòu)的化合物。該化合物可以改善磷光有機發(fā)光裝置的性能,提供了更好的器件性能,例如,能夠保持低電壓,提升器件效率,尤其能使器件壽命實現(xiàn)出乎意料的大幅提升,能夠提升器件的綜合性能。