[发明专利]含有取代或非取代咔唑基的6-均三甲苯基-6H-6-硼杂苯并[cd]芘衍生物及制备方法及应用及含其的发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有取代或非取代咔唑基的6-均三甲苯基-6H-6-硼杂苯并[cd]芘衍生物，及其在有机电致发光照明及显示技术领域中的应用。特别的是本发明的含有取代或非取代咔唑基的6-均三甲苯基-6H-6-硼杂苯并[cd]芘衍生物，能够用于有机电致发光器件有机功能层中的磷光主体材料，使得有机电子发光器件在低驱动电压下实现提高亮度和发光效率。 

背景技术

1998年，吉林大学的马於光教授在聚N-乙烯基咔唑(PVK)中掺杂锇配合物[Os(CN)₂(PPh₃)₂bpy]制备了电致磷光器件(Synthetic Metals，1998，94：245-248)。同年，Thomson和Forrest合作将磷光材料八乙基卟啉铂(PtOEP)掺杂在8-羟基喹啉铝(Alq3)中作为电致发光器件的发光层，使内量子效率和外量子效率分别提高到23％和4％(Nature，1998，395：151-154；Appl.Phys.Lett.，1999，75：4-6)。自此，基于磷光金属配合物的有机发光器件就迅速发展起来。不同于传统的有机小分子和共轭高分子材料，过渡金属配合物可以同时获得单线态和三线态激子，实现理论上最大的内量子效率为100％(J.Appl.Phys.，2001，90：5048-5051；Appl.Phys.Lett.，2002，80：2308-2310.)。 

在经典的磷光OLED器件中，除了发光染料外，主体材料也同样不可缺少。磷光染料通常不单独作为发光层，而是将其掺杂在合适的主体材料中，形成主客体发光体系，以削弱三线态激子的高浓度猝灭效应。为了实现有效的能量传递，通常要求主体材料的能隙大于染料、且三线态能级E_T要高于染料分子的三线态能级E_T。这样才能顺利把T₁态能量从主体材料传递至磷光染料或将三线态激子限制于染料分子中，从而实现高效率的磷光发射。 

对于红色或绿色磷光染料而言，目前常用的主体材料4，4’-二(N-咔唑)-2，2’-联苯(简称为CBP，结构式如下所示)表现不俗。但对于蓝色磷光染料而言，其本身的三线态能量较高，寻找与之匹配的更高三线态能量的主体材料就较为困难，为蓝色磷光材料设计有效的主体材料，实验和理论工作者都做出了巨大的努力。目前已经报道的主体材料主要集中在咔唑衍生物以及含硅的化合物分子上。 

如2010年12月《化学进展》第22卷第2期的期刊文献《蓝色磷光有机发光材料》中所述，由于CBP的三线态能级低于蓝光染料的三线态能级，与蓝光染料掺杂时反而使能量流向CBP，抑制了发光效率，同时大量三线态激子存在于主体中而不能将能量及时传递给染料，也造成了蓝色磷光器件的寿命短暂。此后，在CBP的基础上，通过降低分子共轭度，设计合成了诸如4，4’-二(9-咔唑)-2，2’-二甲基联苯(简称为CDBP，结构式如下所示)、N，N-二咔唑-1，4-二亚甲基苯(简称为DCB，结构式如下所示)、m-二(N-咔唑)苯(简称为mCP，结构式如下所示)、1，4-二(N-咔唑)环丁烷(简称为DCz，结构式如下所示)和1，4-二(9H-咔唑-9-苯基)环己烷(简称为CBPCH，结构式如下所示)等具有高三线态能量(2.9-3.0eV)的咔唑类主体材料，相对于CBP材料大大提高了蓝色磷光器件的效率。Thompson等开发出了四芳基硅烷(简称UGHx)系列材料，利用硅原子将每个苯环隔开使共轭体系尽可能缩小，提高了这类材料的三线态能量。但是，上面所述的CBP和UGH系列材料没有玻璃温度或者玻璃化温度过低，材料的热稳定性差，所得器件的寿命都不理想。为此，台湾的季昀等开发了3，5-二(N-咔唑)四苯基硅烷(简称为SimCP，结构式如下所示)，发明人所在课题组设计合成的基于咔唑/芴基的二咔唑基苯基芴(简称TBCPF)系列蓝光主体材料，均具有高三线态能级和高稳定性。但是，上述材料中普遍含有咔唑基团，使得这些材料具有良好的空穴传输性能力，即偏空穴传输，这将导致载流子传输的失衡， 降低传输效率。