一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物及其制备方法和应用

本发明涉及有机电致发光，特别涉及一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、有机发光二极管(organic light-emitting diodes，oled)具有自发光、广视角、低驱动电压、器件轻薄、易实现大面积制备且可柔性化等特点，被广泛应用于显示和照明领域。

2、oled器件结构主要包括ito阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、金属阴极等。在oled器件中，电子和空穴在发光层复合发生辐射跃迁产生光，发光层材料是实现电致发光的核心。热活化延迟荧光(thermally activated delayedfluorescence，tadf)材料具有小的单线态-三线态能级差(δest)，三线态激子可以通过反向隙间窜越(reverse intersystem crossing，risc)转变成单线态激子发光。与传统荧光材料相比，其理论上的内量子效率(internal quantum efficiency，iqe)可高达100％，最大外量子效率(external quantum efficiency，eqe)大大提高。与磷光材料相比，该类材料减少了使用贵金属价格高昂、磷光oled在高电流时出现效率滚降、深蓝光磷光材料的制备难度较大的缺陷。

3、目前，热活化延迟荧光材料的种类相对单一，有必要进一步扩展热活化延迟荧光材料的种类。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物及其制备方法和应用，本发明提供的基于氧桥联的三芳基硼衍生物能够作为热活化延迟荧光材料用于有机电致发光器件中。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物，具有式i或式ii所示结构：

4、

5、式i或式ii中，x为c、n、o或s；

6、当x为n时，r5不存在；

7、当x为o或s时，r4、r5不存在；

8、r1、r2，r3，r4、r5独立地为氢、取代或未取代的c1～c6的烷烃、取代或未取代的c6～c18的芳香烃中的一种。

9、优选的，具有em1～em15任一项所示结构：

10、

11、

12、

13、本发明提供了上述基于氧桥联的三芳基硼衍生物的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)在碱性物质的存在下，2,5-二溴-1,3-二氟苯与具有式a所示结构的苯酚类化合物进行取代反应，得到具有式b所示结构的化合物；

15、

16、(2)在正丁基锂、三溴化硼和n,n-二异丙基乙胺的存在下，具有式b所示结构的化合物进行环合反应，得到具有式c所示结构的化合物；

17、

18、(3)在有机钯催化剂、碱性物质和催化剂配体的存在下，具有式d或式e所示结构的化合物与具有式c所示结构的化合物进行buchwald-hartwig偶联反应，得到具有式i或式ii所示结构的基于氧桥联的三芳基硼衍生物；

19、

20、优选的，所述取代反应的温度为100～180℃，时间为5～24h。

21、优选的，所述正丁基锂、三溴化硼和n,n-二异丙基乙胺的摩尔比为1～1.2:1.1～1.5:2～3。

22、优选的，所述环合反应的温度为100～160℃，时间为10～20h。

23、优选的，所述具有式d或式e所示结构的化合物与具有式c所示结构的化合物的摩尔比为1～1.5:1。

24、优选的，所述buchwald-hartwig偶联反应的温度为60～120℃，时间为5～40h。

25、本发明提供了上述制备方法制备得到的基于氧桥联的三芳基硼衍生物作为热活化延迟荧光材料的应用。

26、本发明提供了一种有机电致发光器件，包括ito阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属阴极，其特征在于，所述发光层包括上述基于氧桥联的三芳基硼衍生物。

27、本发明提供了一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物，具有式i或式ii所示结构。本发明提供的基于氧桥联的三芳基硼衍生物具有电子给体-受体(donor-acceptor)型结构，分子的最高占据分子轨道(homo)主要分布在电子给体上，最低未占据分子轨道(lumo)主要分布在氧桥联的三芳基硼电子受体上，homo与lumo在空间上得以分离，导致单线态激发态与三线态激发态之间的δest较小，能够作为热活化延迟荧光材料用于制备高效率的oled器件。

28、本发明提供了上述基于氧桥联的三芳基硼衍生物的制备方法，此法操作简单，适合工业化批量生产。

29、本发明提供了一种有机电致发光器件，所述发光层包括上述基于氧桥联的三芳基硼衍生物。本发明提供的有机电致发光器件发射峰值均小于450nm，外量子效率均超过10％。

技术特征：

1.一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物，具有式i或式ii所示结构：

2.根据权利要求1所述的基于氧桥联的三芳基硼衍生物，其特征在于，具有em1～em15任一项所示结构：

3.权利要求1或2所述的基于氧桥联的三芳基硼衍生物的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述取代反应的温度为100～180℃，时间为5～24h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述正丁基锂、三溴化硼和n,n-二异丙基乙胺的摩尔比为1～1.2:1.1～1.5:2～3。

6.根据权利要求3或5所述的制备方法，其特征在于，所述环合反应的温度为100～160℃，时间为10～20h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述具有式d或式e所示结构的化合物与具有式c所示结构的化合物的摩尔比为1～1.5:1。

8.根据权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，所述buchwald-hartwig偶联反应的温度为60～120℃，时间为5～40h。

9.权利要求1或2所述的基于氧桥联的三芳基硼衍生物或权利要求3～8任意一项所述制备方法制备得到的基于氧桥联的三芳基硼衍生物作为热活化延迟荧光材料的应用。

10.一种有机电致发光器件，包括ito阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属阴极，其特征在于，所述发光层包括权利要求1或2所述的基于氧桥联的三芳基硼衍生物或权利要求3～8任意一项所述制备方法制备得到的基于氧桥联的三芳基硼衍生物。

技术总结
本发明提供了一种基于氧桥联的三芳基硼衍生物及其制备方法和应用，属于有机电致发光技术领域。本发明提供的基于氧桥联的三芳基硼衍生物具有电子给体‑受体(Donor‑Acceptor)型结构，分子的最高占据分子轨道(HOMO)主要分布在电子给体上，最低未占据分子轨道(LUMO)主要分布在氧桥联的三芳基硼电子受体上，HOMO与LUMO在空间上得以分离，导致单线态激发态与三线态激发态之间的ΔE<subgt;ST</subgt;较小，能够作为热活化延迟荧光材料用于制备高效率的OLED器件。

技术研发人员：王世荣,陈博,李祥高,刘红丽,张飞
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13