一种含硼杂环结构的有机化合物及其制备的有机发光器件的制作方法

本发明涉及半导体材料，尤其是涉及一种作为oled掺杂材料的有机化合物及其制备的有机发光器件。

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，tadf敏化荧光技术(tsf)将tadf材料与荧光掺杂材料相结合，利用tadf材料作为激子敏化媒介，将电激发形成的三线态激子转变为单线态激子，通过单线态激子长程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tadf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cn110492006 a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 110492005 a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tadf敏化荧光技术，在面向bt.2020显示指标上，具有独特的优势及强劲的潜力。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种含硼杂环结构的有机化合物及其应用。本发明的化合物具有窄半峰宽、高荧光量子产率以及较强的分子稳定性，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。

2、本发明的技术方案如下：一种含硼杂环结构的有机化合物，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：

3、

4、通式(1)中，z1-z8表示为ch或c(r1)，r1每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c1～c10烷氧基、取代或未取代的c1～c10芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种；相邻的r1还可连接成环；

5、m1、m2表示为取代或未取代的c6～c30芳环、取代或未取代的c4～c30的杂芳环中的一种；

6、x1、x2分别独立地表示为o、s或n(r2)，r2每次出现相同或者不同地表示为取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种，且x2中的r2还可与相邻的m1或m2连接成环；x2中的r2还可与z1和/或z2相连的r1连接成环；

7、用于取代基团的取代基为氘、卤素、氰基、c1～c10烷基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基、c2～c30杂芳基中的一种或多种。

8、优选方案，所述m1、m2表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或者未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、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、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n杂咔唑基中的一种。

9、所述r1表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、氰基、甲氧基、取代或未取代的苯胺基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或者未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、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、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n杂咔唑基中的一种。

10、所述r2表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或者未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、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、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n杂咔唑基中的一种。

11、用于取代基团的取代基任选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、氰基、甲氧基、苯基、吡啶基、三嗪基、联苯基、萘基。

12、r1与x2可通过单键相连接。

13、优选方案，所述化合物结构如通式(1-1)～通式(1-26)中任一种所示：

14、

15、

16、

17、所述x3表示为o、s、n-r3中的一种；r3表示为取代或未取代的c6～c12的芳基、取代或未取代的c4～c12杂芳基中的一种；

18、z表示为c(r4)，r4每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c1～c10烷氧基、取代或未取代的c1～c10芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种；相邻的r4还可连接成环；

19、用于取代基团的取代基任选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、氰基、甲氧基、苯基、吡啶基、三嗪基、联苯基、萘基中的一种或多种；所述x1、x2、z1-z8的定义同上文中的限定。

20、优选方案，所述化合物结构如通式(2)～通式(6)中任一种所示：

21、

22、通式(2)～通式(6)中，z1-z8表示为ch或c(r1)，r1每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c1～c10烷氧基、取代或未取代的c1～c10芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种；相邻的r1还可连接成环；

23、x1、x2、x3分别独立地表示为o、s或n(r2)，r2每次出现相同或者不同地表示为取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种；

24、ra、rb每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、卤素、氰基、c1～c10烷基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基、c2～c30杂芳基中的一种或多种；

25、m、n表示为0、1、2、3、4；

26、用于取代基团的取代基为氘、卤素、氰基、c1～c10烷基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基、c2～c30杂芳基中的一种或多种。

27、优选方案，所述化合物结构如通式(7)～通式(16)中任一种所示：

28、

29、通式(7)～通式(16)中，z1-z8表示为ch或c(r1)，r1每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c3～c10环烷基、取代或未取代的c1～c10烷氧基、取代或未取代的c1～c10芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c30芳基、取代或未取代的c2～c30杂芳基中的一种；相邻的r1还可连接成环；

30、ra、rb每次出现相同或者不同地表示为氢原子、氘原子、卤素、氰基、c1～c10烷基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基、c2～c30杂芳基中的一种或多种；m、n表示为0、1、2、3、4；

31、用于取代基团的取代基为氘、卤素、氰基、c1～c10烷基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基、c2～c30杂芳基中的一种或多种。

32、优选方案，所述r1、ra、rb表示为氢原子、氘原子、氚原子、卤素、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、氰基、甲氧基、取代或未取代的苯胺基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或者未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、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、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n杂咔唑基中的一种；

33、所述r2表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或者未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、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、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的n杂咔唑基中的一种；

34、用于取代基团的取代基任选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、氰基、甲氧基、苯基、吡啶基、三嗪基、联苯基、萘基中的一种或多种。

35、优选方案，所述的有机化合物具体结构式为以下结构中的任一种：

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38、

39、

40、

41、

42、

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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，所述功能层中包含所述含硼杂环结构的有机化合物。

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含硼杂环结构的有机化合物。

49、进一步优选，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含硼杂环结构的有机化合物。

50、与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

51、(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；

52、(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％；

53、(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；

54、(4)本发明化合物的蒸镀分解温度较高，能够抑制材料的蒸镀分解，有效提高器件寿命。

55、(5)本发明化合物能显著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。