在上述式1和式2中Ar1和Ar2分别独立地选自C6~C60芳基,芴基,包括O、N、S、Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种。L1和L2分别独立地选自由单键、C6~C60亚芳基、芴烯基组成的基团,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C60杂环基中的一种。X1~X2独立地选自N原子或C原子,其中X1至X2中的至少一个为N。其中Z选自O,S,Se和NAr3;其中环A和环B选自H、取代或未取代的C6~C60芳基。使用结构式1和结构式2所示的磷光化合物作为有机发光二极管器件的发光层,具有优异的色纯度和亮度以及延长的耐久性效果。">

一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极管器件

—— CN201910826091.7

摘要

本发明涉及一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极管器件。所述磷光化合物的结构式如式1或式2所示,在上述式1和式2中Ar1和Ar2分别独立地选自C6~C60芳基,芴基,包括O、N、S、Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种。L1和L2分别独立地选自由单键、C6~C60亚芳基、芴烯基组成的基团,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C60杂环基中的一种。X1~X2独立地选自N原子或C原子,其中X1至X2中的至少一个为N。其中Z选自O,S,Se和NAr3;其中环A和环B选自H、取代或未取代的C6~C60芳基。使用结构式1和结构式2所示的磷光化合物作为有机发光二极管器件的发光层,具有优异的色纯度和亮度以及延长的耐久性效果。

权利要求书

1.一种磷光化合物,其特征在于:其结构式如式1或式2所示,

在上述式1和式2中Ar1和Ar2分别独立地选自C6~C60芳基,芴基,包括O、N、S、Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种;L1和L2分别独立地选自由单键、C6~C60亚芳基、芴烯基组成的基团,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C60杂环基中的一种;X1~X2独立地选自N原子或C原子,其中X1~X2中的至少一个为N;其中Z选自O,S,Se和NAr3;其中环A和环B选自H、取代或未取代的C6~C60芳基。

2.如权利要求1所述磷光化合物,其特征在于:其中Ar3选自C6~C60芳基,芴基,包括O、N、S、Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种。

3.如权利要求1中任意一项所述的磷光化合物,其特征在于,所述式1和式2独立地选自式3~式14的任何一种结构:


4.如权利要求1-3中任意一项所述的磷光化合物,其特征在于:所述的磷光化合物独立地选自下列化合物:



























5.一种使用权利要求1-4中任意一项所述的磷光化合物的有机电致发光二极管器件,其特征在于:所述的有机电致发光器件顺次包括沉积的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极,所述磷光化合物作为发光层的主体材料。


说明书

技术领域

本发明涉及一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极管器件, 更具体而言,涉及一种具有优异的色纯度和高亮度及发光效率的可溶的磷 光主体化合物以及使用该化合物的OLED器件。

背景技术

近来,对于平板显示器(例如液晶显示器和等离子显示面板)的需求 在增加。但是,这些平板显示器与阴极射线管(CRT)相比具有较低的响应 时间和较窄的视角。

有机发光二极管(OLED)器件是能够解决以上问题并占地较小的下一 代平板显示器之一。

OLED器件的元件可以在柔性基板(例如塑料基板)上形成。另外, OLED器件在视角、驱动电压、能耗和色纯度方面具有优势。侧外,OLED 器件足以产生全色图像。

通常,OLED器件的发光二极管包括阳极、空穴注入层(HIL)、空穴 输送层(HTL)、发光材料层(EML)、电子输送层(ETL)、电子注入层(EIL) 和阴极。

OLED器件通过以下方式发光:由作为电子注入电极的阴极和由作为 空穴注入电极的阳极分别将电子和空穴注入发光化合物层中,从而使电子 与空穴复合以产生激子,并使激子由激发态跃迁至基态。

发光原理可以分为荧光发光和磷光发光。在荧光发光中,单线态激发 状态的有机分子跃迁至基态,由此发出光。另一方面,在磷光发光中,三 线态激发状态的有机分子跃迁至基态,由此发出光。

当发光材料层发射对应于能带隙的光时,具有0自旋的单线态激子和 具有1自旋的三线态激子以1:3的比例产生。有机材料的基态为单线态, 这使单线态激子可以跃迁至基态并伴随发光。但是,由于三线态激子不能 发生伴随发光的跃迁,因此使用荧光材料的OLED器件的内量子效率被限 制在25%以内。

另一方面,如果自旋轨道耦合动量很高,则单线态和三线态混合以使 得在单线态和三线态之间产生系间跨越,并且三线态激子也可以跃迁至基 态并伴随发光。磷光材料可以使用三线态激子和单线态激子,以使得使用 磷光材料的OLED器件可以具有100%的内量子效率。

近来,已将铱络合物,例如双(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)铱(Ⅲ) (Ir(2-phq)2(acac))、双(2-苯并[b]噻吩-2-基吡啶)(乙酰丙酮)铱(Ⅲ) (Ir(btp)2(acac))和三(2-苯基喹啉)铱(Ⅲ)Ir(2-phq)3掺杂剂引入。

为了利用磷光材料获得高电流发光效率(Cd/A),需要优异的内部量子 效率、高的色纯度和长寿命。特别是,参照图1,色纯度越高,即,CIE(X) 越高,颜色灵敏度越差。结果,在高内量子效率下,非常难获得发光效率。 因此,需要具有优异色纯度(CIE(X)≥0.65)和高发光效率的新型红色磷 光化合物。

另一方面,除了上述的铱络合物之外,例如,4,4-N,N咔唑联苯(CBP) 或其他金属络合物用作红色磷光化合物。然而,这些化合物在溶剂中不具 有理想的溶解度,因而不能通过溶液工艺来形成发光层。发光层应当通过 沉积工艺形成,因此,制造过程极为复杂,工艺效率也极低。另外,沉积 工艺中的废料非常多,导致生产成本增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极 管器件以解决现有技术的不足之处。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种磷光化合物,其特征在于:其结构式如式1和式2所示,

在上述化学式1和化学式2中Ar1和Ar2分别独立地选自C6~C60芳 基,芴基,包括O,N,S,Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基, C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔 基中的一种。L1和L2分别独立地选自由单键、C6~C60亚芳基、芴烯基组 成的基团,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C60杂环基中的一种。X1~X2独立地选自N原子或C原子,其中X1至X2中的至少 一个为N。其中Z选自O,S,Se和NAr3;其中环A和环B选自H、取代或 未取代的C6~C60芳基。

进一步的,所述的Ar3选自C6~C60芳基,芴基,包括O,N,S,Si和P 其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族 环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种。

进一步的,所述的结构式1和结构式2独立地选自以下任一式3至式 14化合物:

进一步的,所述的磷光化合物独立地选自下列化合物:

进一步的,所述的有机电致发光器件顺次包括沉积的阳极,空穴注入层, 空穴传输层,发光层,电子传输层,电子注入层和阴极,所述磷光化合物作 为发光层的主体材料。

本发明的优点在于:本发明使用式1和式2所示的磷光化合物作为有 机发光二极管器件的发光层,具有优异的色纯度和亮度以及延长的耐久性 效果。

附图说明

图1为有机电发光二极管发光色度和可见度关系图。

图2为在本发明的实施方案中使用的化合物铜(Ⅱ)酞菁(CuPc),NPB, (mxmq)2Ir(acac),Alq3和CBP的结构式。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白 了解,下面结合图示与具体实施例,进一步阐述本发明。

由于结构式如式1和式2的红色磷光化合物均具有优异的色纯度、高 亮度和优异的发光效率,现以RH-001、RH-014、RH-023、RH-241、RH-254 和RH-263制备方法和测试结果为例,证明本发明提供的技术方案和达到的 技术效果。

以下实施方案中,NPB为4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯,CBP 为4,4’-N,N’-二咔哇联苯,CuPc为酞菁铜,LiF氟化锂,ITO为氧化铟 锡,Alq3为三(8-羟基喹啉)铝。

LC-MS:液相色谱-质谱联用仪,M/Z:质子数/电荷数的比值。

形成例

1.1.中间体Sub-1的合成:

在2000mL反应瓶中加入1-羟基-8-溴萘(150.0g,672.4mmol),2-硝基苯 基硼酸(123.5g,739.7mmol),四(三苯基膦)钯(5mol%),碳酸钾(278.8g, 2017.3mmol),四氢呋喃(8000mL)和水(800mL)。反应体系升温至80℃,氮 气保护下反应12小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和 水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中 间体Sub-1(114.2g,收率64%)LC-MS:M/Z 266.3(M+H)+。

2.中间体Sub-2的合成:

在1000mL反应瓶中加入中间体Sub-1(110.0g,414.7mmol)和亚磷酸三 乙酯(700mL)。反应体系升温至80℃,氮气保护下反应18小时。反应完成 后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥, 浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中间体Sub-2(61.4g,收率63%) LC-MS:M/Z 234.3(M+H)+。

3.中间体Sub-3的合成:

在1000mL反应瓶中加入中间体Sub-2(60.0g,257.2mmol)和二氯甲烷 (500mL),在0℃下滴加三氟甲磺酸酐(108.8g,385.8mmol)的二氯甲烷溶液 (200mL)。搅拌过夜后,用饱和碳酸氢钠淬灭反应。分离有机相,用饱和食 盐水洗涤并经硫酸钠干燥。蒸发掉溶剂后,粗产物用柱色谱纯化,用二氯甲 烷作为洗脱剂得到中间体Sub-3(70.5g,收率75%)

LC-MS:M/Z 366.3(M+H)+。

4.中间体Sub-4的合成:

在2000mL反应瓶中加入中间体Sub-3(70.0g,191.6mmol),2-甲硫基苯 硼酸(35.4g,210.8mmol),四(三苯基膦)钯(5mol%),碳酸钾(79.4g,574.8mmol), 四氢呋喃(600mL)和水(600mL)。反应体系升温至80℃,氮气保护下反应12 小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水萃取。有机层用 无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中间体Sub-4(51.4g, 收率79%)LC-MS:M/Z 340.5(M+H)+。

5.中间体Sub-5的合成:

在500mL反应瓶中加入中间体Sub-4(50.0g,147.3mmol),过氧化氢 (32.6g,368.2mmol),乙酸(600mL)加入圆底烧瓶中并在室温下搅拌。反应完 成后,除去乙酸,加入水析出固体,将固体溶解在二氯甲烷中,过柱分离浓 缩,得到中间体Sub-5(42.9g,收率82%)LC-MS:M/Z 356.5(M+H)+。

6.中间体Sub-6的合成:

在500mL反应瓶中加入中间体Sub-5(40.0g,112.5mmol)溶于过量的硫 酸(200mL)并在40℃下搅拌3天。当反应完成后,用0.2N-氢氧化钠水溶液 将溶液中和至pH8-9。过滤后,将溶液用二氯甲烷萃取并浓缩,过柱分离并 重结晶,得到中间体Sub-6(28.4g,收率78%)LC-MS:M/Z 324.4(M+H)+。

7.中间体Sub-7的合成:

在2000mL反应瓶中加入中间体Sub-6(28.0g,86.6mmol),硝基甲烷 (150mL)溶于二氯甲烷(700mL),在氮气氛围下将温度降至0℃。加入三氯化 铁(70.2g,432.9mmol)后搅拌1小时。加入甲醇(150mL)后,用水(200mL)萃 取有机层。减压浓缩有机层,然后通过柱色谱分离,得到中间体Sub-7(19.2g, 收率69%)LC-MS:M/Z 322.4(M+H)+。

8.RH-001的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-1(3.0g,12.5mmol),中间体 Sub-7(4.4g,13.7mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(4.2g,37.4mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-001(5.2g,收率78%)。LC-MS:M/Z 526.6(M+H)+。

9.RH-014的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-2(3.0g,7.6mmol),中间体 Sub-7(2.7g,8.3mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.6g,22.7mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-014(3.7g,收率72%)。LC-MS:M/Z 681.8(M+H)+。

10.RH-023的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-3(3.0g,9.5mmol),中间体 Sub-7(3.3g,10.4mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(3.2g,28.4mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-023(4.2g,收率74%)。LC-MS:M/Z 602.7(M+H)+。

11.RH-241的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-4(3.0g,10.3mmol),中间体 Sub-7(3.6g,11.3mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(3.5g,31.0mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-241(4.5g,收率75%)。LC-MS:M/Z 576.7(M+H)+。

12.RH-254的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-5(3.0g,6.7mmol),中间体 Sub-7(2.4g,7.4mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.3g,20.2mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-254(3.5g,收率71%)。LC-MS:M/Z 731.8(M+H)+。

13.RH-263的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-6(3.0g,8.2mmol),中间体 Sub-7(2.9g,9.0mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.8g,25.2mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-263(3.8g,收率72%)。LC-MS:M/Z 642.7(M+H)+。

实施方案

1.第一实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-001+(mxmq)2Ir(acac)((5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1920cd/m2(5.1V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

2.第二实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-014+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1841cd/m2(5.3V)。此时,CIEx=0.658y=0.340。

3.第三实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-023+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1911cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.340。

4.第四实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-241+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1908cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

5.第五实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-254+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1831cd/m2(5.4V)。此时,CIEx=0.658,y=0.340。

6.第六实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-263+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1889cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.340。

7.对比例

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。在ITO基 板上以CPB+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1409cd/m2(5.7V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

如图1所示显示有机电致发光器件的色纯度增加(即随色度坐标的X值 变得更大)可见度降低。

依据上述实施方案和对比例,效率,色度坐标,和亮度的特性显示在下 表1中。

表1

如表1所示,甚至当色纯度高时,该器件在低电压下也高效率地运行。 并且,与对比例相比,第二实施方案电流效率增加30%以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本 行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和 说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前 提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本 发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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技术领域

本发明涉及一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极管器件, 更具体而言,涉及一种具有优异的色纯度和高亮度及发光效率的可溶的磷 光主体化合物以及使用该化合物的OLED器件。

背景技术

近来,对于平板显示器(例如液晶显示器和等离子显示面板)的需求 在增加。但是,这些平板显示器与阴极射线管(CRT)相比具有较低的响应 时间和较窄的视角。

有机发光二极管(OLED)器件是能够解决以上问题并占地较小的下一 代平板显示器之一。

OLED器件的元件可以在柔性基板(例如塑料基板)上形成。另外, OLED器件在视角、驱动电压、能耗和色纯度方面具有优势。侧外,OLED 器件足以产生全色图像。

通常,OLED器件的发光二极管包括阳极、空穴注入层(HIL)、空穴 输送层(HTL)、发光材料层(EML)、电子输送层(ETL)、电子注入层(EIL) 和阴极。

OLED器件通过以下方式发光:由作为电子注入电极的阴极和由作为 空穴注入电极的阳极分别将电子和空穴注入发光化合物层中,从而使电子 与空穴复合以产生激子,并使激子由激发态跃迁至基态。

发光原理可以分为荧光发光和磷光发光。在荧光发光中,单线态激发 状态的有机分子跃迁至基态,由此发出光。另一方面,在磷光发光中,三 线态激发状态的有机分子跃迁至基态,由此发出光。

当发光材料层发射对应于能带隙的光时,具有0自旋的单线态激子和 具有1自旋的三线态激子以1:3的比例产生。有机材料的基态为单线态, 这使单线态激子可以跃迁至基态并伴随发光。但是,由于三线态激子不能 发生伴随发光的跃迁,因此使用荧光材料的OLED器件的内量子效率被限 制在25%以内。

另一方面,如果自旋轨道耦合动量很高,则单线态和三线态混合以使 得在单线态和三线态之间产生系间跨越,并且三线态激子也可以跃迁至基 态并伴随发光。磷光材料可以使用三线态激子和单线态激子,以使得使用 磷光材料的OLED器件可以具有100%的内量子效率。

近来,已将铱络合物,例如双(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)铱(Ⅲ) (Ir(2-phq)2(acac))、双(2-苯并[b]噻吩-2-基吡啶)(乙酰丙酮)铱(Ⅲ) (Ir(btp)2(acac))和三(2-苯基喹啉)铱(Ⅲ)Ir(2-phq)3掺杂剂引入。

为了利用磷光材料获得高电流发光效率(Cd/A),需要优异的内部量子 效率、高的色纯度和长寿命。特别是,参照图1,色纯度越高,即,CIE(X) 越高,颜色灵敏度越差。结果,在高内量子效率下,非常难获得发光效率。 因此,需要具有优异色纯度(CIE(X)≥0.65)和高发光效率的新型红色磷 光化合物。

另一方面,除了上述的铱络合物之外,例如,4,4-N,N咔唑联苯(CBP) 或其他金属络合物用作红色磷光化合物。然而,这些化合物在溶剂中不具 有理想的溶解度,因而不能通过溶液工艺来形成发光层。发光层应当通过 沉积工艺形成,因此,制造过程极为复杂,工艺效率也极低。另外,沉积 工艺中的废料非常多,导致生产成本增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极 管器件以解决现有技术的不足之处。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种磷光化合物,其特征在于:其结构式如式1和式2所示,

在上述化学式1和化学式2中Ar1和Ar2分别独立地选自C6~C60芳 基,芴基,包括O,N,S,Si和P其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基, C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔 基中的一种。L1和L2分别独立地选自由单键、C6~C60亚芳基、芴烯基组 成的基团,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族环的稠环基,C2~C60杂环基中的一种。X1~X2独立地选自N原子或C原子,其中X1至X2中的至少 一个为N。其中Z选自O,S,Se和NAr3;其中环A和环B选自H、取代或 未取代的C6~C60芳基。

进一步的,所述的Ar3选自C6~C60芳基,芴基,包括O,N,S,Si和P 其中至少一种杂原子的C2~C60杂环基,C3~C60脂环族和C6~C60芳香族 环的稠环基,C2~C20烯基,C2~C20炔基中的一种。

进一步的,所述的结构式1和结构式2独立地选自以下任一式3至式 14化合物:

进一步的,所述的磷光化合物独立地选自下列化合物:

进一步的,所述的有机电致发光器件顺次包括沉积的阳极,空穴注入层, 空穴传输层,发光层,电子传输层,电子注入层和阴极,所述磷光化合物作 为发光层的主体材料。

本发明的优点在于:本发明使用式1和式2所示的磷光化合物作为有 机发光二极管器件的发光层,具有优异的色纯度和亮度以及延长的耐久性 效果。

附图说明

图1为有机电发光二极管发光色度和可见度关系图。

图2为在本发明的实施方案中使用的化合物铜(Ⅱ)酞菁(CuPc),NPB, (mxmq)2Ir(acac),Alq3和CBP的结构式。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白 了解,下面结合图示与具体实施例,进一步阐述本发明。

由于结构式如式1和式2的红色磷光化合物均具有优异的色纯度、高 亮度和优异的发光效率,现以RH-001、RH-014、RH-023、RH-241、RH-254 和RH-263制备方法和测试结果为例,证明本发明提供的技术方案和达到的 技术效果。

以下实施方案中,NPB为4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯,CBP 为4,4’-N,N’-二咔哇联苯,CuPc为酞菁铜,LiF氟化锂,ITO为氧化铟 锡,Alq3为三(8-羟基喹啉)铝。

LC-MS:液相色谱-质谱联用仪,M/Z:质子数/电荷数的比值。

形成例

1.1.中间体Sub-1的合成:

在2000mL反应瓶中加入1-羟基-8-溴萘(150.0g,672.4mmol),2-硝基苯 基硼酸(123.5g,739.7mmol),四(三苯基膦)钯(5mol%),碳酸钾(278.8g, 2017.3mmol),四氢呋喃(8000mL)和水(800mL)。反应体系升温至80℃,氮 气保护下反应12小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和 水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中 间体Sub-1(114.2g,收率64%)LC-MS:M/Z 266.3(M+H)+。

2.中间体Sub-2的合成:

在1000mL反应瓶中加入中间体Sub-1(110.0g,414.7mmol)和亚磷酸三 乙酯(700mL)。反应体系升温至80℃,氮气保护下反应18小时。反应完成 后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥, 浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中间体Sub-2(61.4g,收率63%) LC-MS:M/Z 234.3(M+H)+。

3.中间体Sub-3的合成:

在1000mL反应瓶中加入中间体Sub-2(60.0g,257.2mmol)和二氯甲烷 (500mL),在0℃下滴加三氟甲磺酸酐(108.8g,385.8mmol)的二氯甲烷溶液 (200mL)。搅拌过夜后,用饱和碳酸氢钠淬灭反应。分离有机相,用饱和食 盐水洗涤并经硫酸钠干燥。蒸发掉溶剂后,粗产物用柱色谱纯化,用二氯甲 烷作为洗脱剂得到中间体Sub-3(70.5g,收率75%)

LC-MS:M/Z 366.3(M+H)+。

4.中间体Sub-4的合成:

在2000mL反应瓶中加入中间体Sub-3(70.0g,191.6mmol),2-甲硫基苯 硼酸(35.4g,210.8mmol),四(三苯基膦)钯(5mol%),碳酸钾(79.4g,574.8mmol), 四氢呋喃(600mL)和水(600mL)。反应体系升温至80℃,氮气保护下反应12 小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水萃取。有机层用 无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到中间体Sub-4(51.4g, 收率79%)LC-MS:M/Z 340.5(M+H)+。

5.中间体Sub-5的合成:

在500mL反应瓶中加入中间体Sub-4(50.0g,147.3mmol),过氧化氢 (32.6g,368.2mmol),乙酸(600mL)加入圆底烧瓶中并在室温下搅拌。反应完 成后,除去乙酸,加入水析出固体,将固体溶解在二氯甲烷中,过柱分离浓 缩,得到中间体Sub-5(42.9g,收率82%)LC-MS:M/Z 356.5(M+H)+。

6.中间体Sub-6的合成:

在500mL反应瓶中加入中间体Sub-5(40.0g,112.5mmol)溶于过量的硫 酸(200mL)并在40℃下搅拌3天。当反应完成后,用0.2N-氢氧化钠水溶液 将溶液中和至pH8-9。过滤后,将溶液用二氯甲烷萃取并浓缩,过柱分离并 重结晶,得到中间体Sub-6(28.4g,收率78%)LC-MS:M/Z 324.4(M+H)+。

7.中间体Sub-7的合成:

在2000mL反应瓶中加入中间体Sub-6(28.0g,86.6mmol),硝基甲烷 (150mL)溶于二氯甲烷(700mL),在氮气氛围下将温度降至0℃。加入三氯化 铁(70.2g,432.9mmol)后搅拌1小时。加入甲醇(150mL)后,用水(200mL)萃 取有机层。减压浓缩有机层,然后通过柱色谱分离,得到中间体Sub-7(19.2g, 收率69%)LC-MS:M/Z 322.4(M+H)+。

8.RH-001的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-1(3.0g,12.5mmol),中间体 Sub-7(4.4g,13.7mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(4.2g,37.4mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-001(5.2g,收率78%)。LC-MS:M/Z 526.6(M+H)+。

9.RH-014的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-2(3.0g,7.6mmol),中间体 Sub-7(2.7g,8.3mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.6g,22.7mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-014(3.7g,收率72%)。LC-MS:M/Z 681.8(M+H)+。

10.RH-023的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-3(3.0g,9.5mmol),中间体 Sub-7(3.3g,10.4mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(3.2g,28.4mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-023(4.2g,收率74%)。LC-MS:M/Z 602.7(M+H)+。

11.RH-241的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-4(3.0g,10.3mmol),中间体 Sub-7(3.6g,11.3mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦 (8mol%),叔丁醇钾(3.5g,31.0mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至 120℃,氮气保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻 二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶 柱得到RH-241(4.5g,收率75%)。LC-MS:M/Z 576.7(M+H)+。

12.RH-254的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-5(3.0g,6.7mmol),中间体 Sub-7(2.4g,7.4mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.3g,20.2mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-254(3.5g,收率71%)。LC-MS:M/Z 731.8(M+H)+。

13.RH-263的合成:

在250mL三口烧瓶中加入中间体I-6(3.0g,8.2mmol),中间体 Sub-7(2.9g,9.0mmol),三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol%),三叔丁基膦(8mol%), 叔丁醇钾(2.8g,25.2mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃,氮气 保护下反应14小时。反应完成后,将反应液冷却至室温,用邻二氯苯和水 萃取。有机层用无水硫酸镁干燥,浓缩,重结晶所得粗品过硅胶柱得到 RH-263(3.8g,收率72%)。LC-MS:M/Z 642.7(M+H)+。

实施方案

1.第一实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-001+(mxmq)2Ir(acac)((5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1920cd/m2(5.1V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

2.第二实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-014+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1841cd/m2(5.3V)。此时,CIEx=0.658y=0.340。

3.第三实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-023+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1911cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.340。

4.第四实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗 涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-241+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1908cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

5.第五实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-254+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1831cd/m2(5.4V)。此时,CIEx=0.658,y=0.340。

6.第六实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后,在ITO 基板上以RH-263+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1889cd/m2(5.2V)。此时,CIEx=0.657,y=0.340。

7.对比例

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后,洗涤 图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。在ITO基 板上以CPB+(mxmq)2Ir(acac)(5%)的顺序形成有机物质的层。

在0.9mA下,亮度等于1409cd/m2(5.7V)。此时,CIEx=0.657,y=0.341。

如图1所示显示有机电致发光器件的色纯度增加(即随色度坐标的X值 变得更大)可见度降低。

依据上述实施方案和对比例,效率,色度坐标,和亮度的特性显示在下 表1中。

表1

如表1所示,甚至当色纯度高时,该器件在低电压下也高效率地运行。 并且,与对比例相比,第二实施方案电流效率增加30%以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本 行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和 说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前 提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本 发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

  • 标题:一种磷光化合物和使用该化合物的有机发光二极管器件
  • 申请人:浙江华显光电科技有限公司
  • 发明人:郑贤哲, 赵晓宇, 华万鸣
  • 申请号:CN201910826091.7
  • 申请日:2019-09-03
  • 公开号:CN110903301A
  • 公开日:2020-03-24
  • 优先权号:
  • 代理人:张美娟
  • 代理机构:31227上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
  • 申请人地址:浙江省嘉兴市嘉善县干窑镇庄驰中路58号4幢
  • 是否有效:审中
  • 标签:化合物,磷光,发光二极管,器件,有机