[发明专利]一种以酮为核心的化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种以酮为核心的化合物及其制备方法与应用，该化合物具有小的△Est，有利于能量的反隙间蹿越，具有高的三线态能级(T1)、合适的HOMO和LUMO能级，适合作为有机电致发光器件的发光层的主体材料应用；另外，本发明化合物基团刚性较强，具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点。作为有机电致发光功能层材料应用于OLED器件后，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种以酮为核心的化合物、该化合物的制备方法及其在有机电致发光器件上的应用。

背景技术

有机电致发光(OLED:Organic Light Emission Diodes)器件技术可以用来制造新型显示产品和照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。

然而，传统有机荧光材料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。尽管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％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△E_ST)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。

虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题：(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征，非常小的S1-T1态能隙，虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。

就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种以酮为核心的化合物及其制备方法与应用。本发明化合物含有氮杂苯结构，具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性，合适的HOMO和LUMO能级，高电子迁移率，应用于OLED器件制作后，可有效提高器件的发光效率和OLED器件的使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种以酮为核心的化合物，所述化合物的结构如通式(1)所示：

通式(1)中，所述X表示为单键、氧原子、硫原子或碳原子；

m、n、p、q分别独立地表示为数字0或1；Z₁～Z₈分别独立地表示氮原子或C-R，R每次出现，相同或不同地表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、F原子、C_1-20直链或支链取代的烷基、含有5至30个碳原子的芳基或杂芳基，其中两个或多个R基团还可彼此连接或形成环状结构；

所述Ar₁、Ar₂、Ar₃、Ar₄分别独立地表示为单键、含有5至30个碳原子的亚芳基或亚杂芳基，其中Ar₁、Ar₂基团还可连接形成环状结构；