CN109575058B - 4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物、制备方法及应用 - Google Patents
4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物、制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及光学和电光材料技术领域，公开了一种基于4,10‑二氧‑5,9‑二硼芘的衍生物、其制备方法及应用。该种二硼氧杂芘衍生物可以是延迟的荧光和/或磷光发射体，具有热分解温度高、三线态能级易调、量子效应高等特点，因而在主体材料、蓝光发光材料或电荷传输/阻隔材料领域有巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及光学和电光材料技术领域，特别涉及一种基于4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物的功能材料，可用于OLED显示和照明领域。
背景技术
能够吸收和/或发射光的化合物可理想地适合用于各种各样的光学和电致发光器件，包括光吸收器件例，如太阳能敏感器件和光敏器件，有机发光二极管(OLED)，光发射器件，或既能够进行光吸收又能进行光发射的器件、以及作为用于生物应用的标志物(marker)的器件。许多研究己致力于发现和优化用于在光学和电致发光器件中使用的有机和有机金属材料。通常，该领域中的研究旨在实现许多目标，包括吸收和发射效率的改善、以及加工能力的改善。
尽管化学和电光材料的研究取得了显著的进步，例如红绿磷光有机金属材料已经商业化并应用于OLEDs、照明设备以及先进显示器中，但是目前可利用的材料仍有许多缺点，包括欠佳的机械加工性能、低效的发射或吸收、以及不太理想的稳定性。
此外，好的蓝光发光材料非常稀少，一个巨大的挑战就是蓝光器件稳定欠佳，同时主体材料的选择对器件的稳定性和效率有着重要影响。相对红绿磷光材料，蓝光磷光材料最低三线态能级更高，这意味着蓝光器件中主体材料三线态能级需要更高。因此，蓝光器件中的主体材料的限制对其发展又是一个重要问题。具有高三线态能级等优良光物理性质的化合物报道还很少，尤其是可以满足深蓝光磷光器件制备的材料更为有限。
OLED器件由包含阳极和阴极的一对电极，以及设置在一对电极之间的包含有机化合物的一层或多层功能层组成。其中有机化合物层包括发光层、电子和空穴注入、电子和空穴传输层。因此，人们已经对具有电荷传输能力的有机材料(它们有可能是半导体)进行了积极地研究，以促进此领域的发展。
此外，多环芳烃作为有机电子、颜料、传感器和液层显示器的材料，近年来受到广泛关注，并报道了少数硼氮杂多环芳烃化合物的合成实例，但是适合用作电光器件的主体材料或发光材料的相关硼氮杂多环芳烃化合物材料则更为稀少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物的功能材料及其在作为主体材料、发光材料或电荷传输/阻隔材料在OLED领域的应用。
本发明的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其结构如式(I)所示：
其中，Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、醚、杂环基、苯基、芳氧基、卤素、氰基或其组合；Ar为六元芳基、杂芳基、稠芳基、氮杂稠芳基；
m为0-5的整数；
n为0-3的整数；
且整个分子为5,9位含有两个硼原子的对称结构。
优选地，本发明的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，结构式(I)中Ar为苯基、萘基、并三苯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、异喹啉基。
优选地，本发明的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物具有选自如BO1-BO592之一的结构：
本发明的实施方式还提供一种光学或电光装置，其包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。
优选地，本发明的实施方式所提供的光学或电光装置包括光吸收装置(如太阳能装置或感光装置)、有机发光二极管(OLED)、光发射器件或能够兼容光吸收和发射的器件。
本发明的实施方式还提供一种OLED器件，该OLED器件中的发光材料或主体材料包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。本发明的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物既可用作OLED器件的主体材料，例如应用于全色显示器等；也可应用于OLED器件的发光材料，例如发光装置和显示器等。
相对于现有技术而言，本发明的实施方式提供了一系列基于4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物发光材料，该类材料可以是荧光、延迟荧光和/或磷光发射体。本发明的实施方式所提供的化合物具有如下特点：其一，硼氧杂芘衍生物材料均有很高的发光量子效率(PLQY)，很短的激发态寿命，此外热分解温度也很高，均高于器件制作时材料的热蒸镀温度(器件制作时材料的热蒸镀温度一般不高于280℃)，这些性质都有利于此类硼氧杂芘衍生物用于发光材料，和进一步的商业化应用。其二，硼氧杂芘衍生物结构多样且易于修饰，使其具有易于调节的三线态能级(T1)，可用作各种发光体的主体材料。本发明所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中，部分材料具有很高的三线态能级(2.97-3.06eV)，可用作蓝光、尤其是深蓝光发光体的主体材料。因此，本发明为目前急缺的深蓝光主体材料提供了一个有效的解决途径，可大大促进蓝光和深蓝光主体材料领域的发展。
本发明的实施方式所提供的以该类4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物作为主体材料的薄膜数据和器件数据，亦充分表明本发明的硼氧杂芘衍生物可作为很好的主体材料，尤其是作为目前急缺的蓝光和深蓝光发光体主体材料，具有较佳的可行性及优越性。
附图说明
图1是化合物BO3的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；
图2是化合物BO3的热重分析(TGA)曲线原始谱图；其热分解温度接近300℃。
图3是化合物BO80的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；
图4是化合物BO312的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；
图5是化合物BO466的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；
图6是化合物BO543的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；
图7是化合物BO555的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图；
图8是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-功率效率曲线；
图9是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-外部量子效率曲线；
图10是以化合物BO80作为主体材料之器件的电压-亮度曲线；
图11是以化合物BO80作为主体材料之器件在亮度为1000尼特时的电致发光谱图。
具体实施方式
可通过参考以下具体实施方式和其中包含的实施例而更容易地理解本公开。在披露和描述本发明的化合物，器件，和/或方法之前，应该理解他们不限于具体的合成方法(否则会另外指出)，或者具体的试剂(否则会另外指出)，因为这当然是能够变化的。也应该理解本发明中使用的术语仅是用于描述具体方面的目的，而不意图是限制。虽然与本发明描述的那些类似或者等价的任何方法和材料都可用于该实践或者试验，下面描述示例性的方法和材料。
在说明书和所附权利要求中所用的术语单数形式“一种(a)”、“一个(an)”、和“所述(the)”包含复数指示物，否则上下文中会清楚地另外指出。因此，例如，提及“组分”时包含两种或多种组分的混合物。
本发明所使用的术语“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情况可以或不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的情况及它不发生的情况。
本发明披露了可用于制备本发明所述的组合物的组分，以及要用于本发明中披露的方法中的组合物本身。这些和其它物质披露于本发明中，并且应该理解当披露了这些物质的组合、子集、相互作用、组、等，而不能具体地披露这些化合物的每个各种单独和总的组合和置换的具体参参考时，每个都具体地在本发明中预期和描述了。例如，如果披露和讨论了具体的化合物，和讨论了能够对许多包含该化合物的分子进行的许多改性，那么具体地预期该化合物的各种和每种组合和置换，并且可能进行所述改性，否则会另外具体地相反地指出。因此，如果披露了一类分子A，B，和C以及一类分子D，E，和F，和组合分子A-D的实例，那么即使每个没有单独地记载，也考虑披露了每个单独地和总地预期的含义组合，A-E，A-F，B-D，B-E，B-F，C-D，C-E，和C-F。同样地，也披露了任何子集或者这些的组合。因此，例如，应该考虑披露了小组A-E，B-F，和C-E。这些观念适用于本发明的所有方面，包括但不限于制备和使用该组合物的方法的步骤中。因此，如果存在各种另外的步骤能够进行，应该理解，这些另外的步骤各自能够以该方法的具体实施方式或者实施方式的组合进行。
本发明使用的连接原子能够连接两个基团，例如，N和C基团。该连接原子能够任选地(如果价键允许)具有其他附接的化学部分。例如，在一方面，氧不会具有任何其它的化学基团附接，因为一旦键合至两个原子(例如，N或C)价键已经被满足。相反，当碳是连接原子时，两个另外的化学部分能够附接至该碳原子。合适的化学部分包括但不限于氢，羟基，烷基，烷氧基，＝O,卤素，硝基，胺，酰胺，硫醇基，芳基，杂芳基，环烷基，和杂环基。
本发明使用的术语“环状结构”或类似术语是指任何环状化学结构，其包括但不限于芳基，杂芳基，环烷基，环烯基，杂环基，卡宾，和N-杂环卡宾。
本发明使用的术语“取代的”预期包含有机化合物的所有允许的取代基。在宽的方面，允许的取代基包括有机化合物的非环和环状、支化的和非支化的、碳环的和杂环的，和芳族和非芳族取代基。说明性的取代基包括，例如，以下描述的那些。对于合适的有机化合物来说，允许的取代基可为一个或多个，相同或者不同。对于本发明的目的而言，杂原子(例如氮)能够具有氢取代基和/或本发明所述的有机化合物的任何允许的取代基，其满足该杂原子的价键。本公开不意图以任何方式用有机化合物允许的取代基来进行任何限制。同样，术语“取代”或“取代有”包含隐含条件是这种取代符合取代的原子和该取代基的允许的价键，和该取代导致稳定的化合物(例如，不会自发地进行转化(例如通过重排、环化、消去等)的化合物)。也预期，在某些方面，除非明确地相反地指出，否则，单独的取代基能够进一步任选地是取代的(即，进一步是取代或未取代的)。
在定义各种术语时，“R1”、“R2”、“R3”和“R4”在本发明中用作总的符号来表示各种具体的取代基。这些符号能够是任何取代基，不限于本发明披露的那些，和当将他们在一种情况下限定为某些取代基时，他们在其它情况下可限定为一些其它的取代基。
本发明使用的术语“烷基”是支化的或未支化的1至24个碳原子的饱和的烃基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，正戊基，异戊基，仲戊基，新戊基，己基，庚基，半基，壬基，癸基，十二烷基，十四烷基，十六烷基，二十烷基，二十四烷基等。该烷基可为环状或非环的。该烷基可为支化或者非支化的。该烷基也可为取代或未取代的。例如，该烷基可取代有一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的任选取代的烷基，环烷基，烷氧基，氨基，醚，卤素，羟基，硝基，甲硅烷基，硫-氧代(Sulfo-OXO)，或硫醇基。“低级烷基”基团是含有1至6个(例如1至4个)碳原子的烷基。
在整个说明书中，“烷基”通常用于同时指代未取代烷基和取代烷基；但是，取代烷基也在本发明中通过确定烷基上的具体的取代基来具体地提及。例如，术语“卤化的烷基”或者“卤代烷基”具体地是指取代有一个或多个卤素(例如，氟，氯，溴，或碘的)烷基。术语“烷氧基烷基”具体地是指取代有一个或多个烷氧基的烷基，如下所述。术语“烷基氨基”具体地是指取代有一个或多个氨基的烷基。如下所述，-当在一种情况中使用“烷基”而在另一情况中使用具体的术语如“烷基醇”时，不意味着暗示该术语“烷基”不同时指代具体的术语如“烷基醇”等。
本发明的实施方式也用于本发明所述的其它组。也即，当术语如“环烷基”同时指代未取代的和取代的环烷基部分时，该取代的部分可另外具体地在本发明中确定；例如，具体取代的环烷基可称为例如“烷基环烷基”。类似的，取代的烷氧基可具体地称为例如“卤化的烷氧基”，具体的取代烯基可为例如“烯醇”等。同样地，使用总的术语如“环烷基”和具体的术语如“烷基环烷基”的实践不意图暗示该总术语不同时包含该具体术语。
本发明使用的术语“环烷基”是由至少三个碳原子构成的非芳族基于碳的环。环烷基的实例包括但不限于环丙基，环丁基，环戊基，环己基，环壬基，等。术语“杂环烷基”是一类如上定义的环烷基，并且包含在术语“环烷基”的含义中，其中至少一个环碳原子被杂原子例如但不限于氮，氧，硫，或磷取代。该环烷基和杂环烷基可为取代或未取代的。该环烷基和杂环烷基可取代有一个或多个基团，包括但不限于如本发明所述的烷基，环烷基，烷氧基，氨基，醚，卤素，羟基，硝基，甲硅烷基，硫-氧代(sulfo-oxo)，或硫醇基。
术语“烷氧基”和“烷氧基基团”，其用在本发明中用来指代通过醚连接基键合的烷基或环烷基；也即，“烷氧基”可定义为—OR1，其中R1是如上定义的烷基或环烷基。“烷氧基”也包含刚刚描述的烷氧基的聚合物；也即，烷氧基可为聚醚如—OR1—OR2或者—OR1—(OR2)a—OR3,其中“a”是整数1至200,而R1,R2,和R3各自独立地为烷基，环烷基，或其组合。
本发明使用的术语“烯基”是2至24个碳原子的烃基，其结构式含有至少一个碳-碳双键。不对称结构例如(R1R2)C＝C(R3R4)意图包含E和Z异构体。这可推定在本发明的结构式中，其中存在不对称烯烃，或者它可通过键符号C＝C明确表示。该烯基可取代有一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的烷基，环烷基，烷氧基，烯基，环烯基，炔基，环炔基，芳基，杂芳基，醛，氨基，羧酸，酯，醚，卤素，羟基，酮，叠氮基，硝基，甲硅烷基，硫基-氧代(sulfo-oxo)，或硫醇基。
本发明使用的术语“环烯基”是非芳族的基于碳的环，其由至少3个碳原子构成，并且含有至少一个碳碳双键，即，C＝C。环烯基的实例包括但不限于环丙烯基，环丁烯基，环戊烯基，环戊二烯基，环己烯基，环己二烯基，降冰片烯基(norbornenyl)，等。术语“杂环烯基”是一类如上定义的环烯基，并且包含在术语“环烯基”的含义中，其中该环的至少一个碳原子用杂原子例如但不限于氮、氧、硫、或磷取代。环烯基和杂环烯基可为取代或未取代的。该环烯基和杂环烯基可取代有一个或多个基团，包括但不限于本发明所述的烷基，环烷基，烷氧基，烯基，环烯基，炔基，环炔基，芳基，杂芳基，醛，氨基，羧酸，酯，醚，卤素，羟基，酮，叠氮基，硝基，甲硅烷基，硫基-氧代(sulfo-oxo)，或硫醇基。
本发明使用的术语“炔基”是具有2至24个碳原子的烃基，其具有含有至少一个碳-碳三键的结构式。炔基可为未取代的或者取代有一个或者多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基，环烷基，烷氧基，烯基，环烯基，炔基，环炔基，芳基，杂芳基，醛，氨基，羧酸，酯，醚，卤素，羟基，酮，叠氮基，硝基，甲硅烷基，硫基-氧代(sulfo-oxo)，或硫醇基。
本发明使用的术语“环炔基”是非芳族的基于碳的环，其包含至少七个碳原子并含有至少一个碳-碳三键。环炔基的实例包括但不限于环庚炔基、环辛炔基、环壬炔基等。术语“杂环炔基”是一种类型的如上所定义的环烯基，并且包含在术语“环炔基”的含义内，其中所述环的碳原子中的至少一个被杂原子替代，所述杂原子例如但不限于氮、氧、硫，或者磷。环炔基和杂环炔基可为取代或未取代的。环炔基和杂环炔基可取代有一个或者多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基，环烷基，烷氧基，烯基，环烯基，炔基，环炔基，芳基，杂芳基，醛，氨基，羧酸，酯，醚，卤素，羟基，酮，叠氮基，硝基，甲硅烷基，硫基-氧代(sulfo-oxo)，或硫醇基。
本发明使用的术语“芳基”是含有任何基于碳的芳族基团的基团，所述基于碳的芳族基团包括但不限于苯、萘、苯基、联苯、苯氧基苯等。术语“芳基”也包括“杂芳基”，其被定义为含有芳族基团的基团，所述芳族基团具有至少一个引入芳族基团的环内的杂原子。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫，和磷。同样，术语“非杂芳基”(其也包括在术语“芳基”中)定义了含有芳族基团的基团，所述芳族基团不含杂原子。芳基可为取代或未取代的。芳基可取代有一个或者多个基团，所述基团包括但不限于本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛基团、氨基、羧酸基团、酯基团、醚基团、卤素、羟基、酮基团、叠氮基、硝基、甲硅烷基、硫-氧代基团，或者巯基。术语“联芳基(biaryl)”是特定类型的芳基并且包含在“芳基”的定义中。联芳基是指经稠合的环结构结合在一起的两个芳基，如在萘中一样，或者经一个或者多个碳-碳键连接的两个芳基，如在联苯中一样。
本发明使用的术语“胺”或“氨基”通过式-NR1R2表示，其中R1和R2可以独立的从氢、烷基、环烷基，烯基，环烯基，炔基，环炔基，芳基或杂芳基中选择。
本发明使用的术语“烷基氨基”通过式-NH(-烷基)表示，其中烷基如本发明所述。代表性实例包括但不限于甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、(仲丁基)氨基、(叔丁基)氨基、戊基氨基、异戊基氨基、(叔戊基)氨基、己基氨基等。
本发明使用的术语“二烷基氨基”通过式-N(_烷基)2表示，其中烷基如本发明所述。代表性实例包括但不限于二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、二异丁基氨基、二(仲丁基)氨基、二(叔丁基)氨基、二戊基氨基、二异戊基氨基、二(叔戊基)氨基、二己基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N-甲基-N-丙基氨基、N-乙基-N-丙基氨基等。
本发明使用的术语“醚”通过式R1OR2,表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。本发明使用的术语“聚醚”通过式—(R1O-R2O)a—表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基并且“a”为1至500的整数。聚醚基团的实例包括聚氧化乙烯、聚氧化丙烯，和聚氧化丁烯。
本发明使用的术语“卤素”是指卤素氟、氯、溴、和碘。
本发明使用的术语“杂环基”是指单环的和多环的非芳族环系，并且本发明使用的“杂芳基”是指单环的和多环的芳族环系：其中环成员中的至少一个不为碳。该术语包括氮杂环丁烷基、二噁烷基、呋喃基、咪唑基、异噻唑基、异噁唑基、吗啉基、噁唑基、包括1,2,3-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基和1,3,4-噁二唑基的噁唑基、哌嗪基、哌啶基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、吡咯烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、包括1,2,4,5-四嗪基的四嗪基、包括1,2,3,4-四唑基和1,2,4,5-四唑基的四唑基、包括1,2,3-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基和1,3,4-噻二唑基的噻二唑基、噻唑基、噻吩基、包括1,3,5-三嗪基和1,2,4-三嗪基的三嗪基、包括1,2,3-***基和1,3,4-***基的***基等。
本发明使用的术语“羟基”通过式-OH表示。
本发明使用的术语“酮”通过式R1C(O)R2表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。
本发明使用的术语“叠氮基”通过式—N3表示。
本发明使用的术语“硝基”通过式—NO2表示。
本发明使用的术语“腈”通过式—CN表示。
本发明使用的术语“甲硅烷基”通过式—SiR1R2R3表示，其中R1,R2和R3可独立地为氢或者本发明所述的烷基、环烷基、烷氧基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。
本发明使用的术语“硫-氧代基团”通过式—S(O)R1,—S(O)2R1,—OS(O)2R1或者—OS(O)2OR1表示，其中R1可为氢或者本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。在整个说明书中，“S(O)”为S＝O的简写形式。本发明使用的术语“磺酰基”是指通过式—S(O)2R1表示的硫-氧代基团，其中R1可为烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。本发明使用的术语“讽”通过式R1S(O)2R2表不，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。本发明使用的术语“亚砜”通过式R1S(O)R2,表示，其中R1和R2可独立地为本发明所述的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基，或者杂芳基。
本发明使用的术语“巯基”通过式一SH表示
本发明使用的“R1,”“R2,”“R3,”“Rn”(其中n为整数)可独立地具有上面列举的基团中的一个或者多个。例如，如果R1为直链烷基，那么烷基的一个氢原子可任选取代有羟基、烷氧基、烷基、卤素等。取决于选择的基团，第一基团可结合在第二基团内，或者可选择地，第一基团可悬挂(即，连接)至第二基团。例如，对于短语“包含氨基的烷基”，氨基可结合在烷基的主链内。可选择地，氨基可连接至烷基的主链。所选基团的性质将决定是否第一基团嵌入或者连接至第二基团。
本发明所述化合物可含有“任选取代的”部分。通常，术语“取代的”(无论在前面是否存在术语“任选”)意味着指出的部分的一个或者多个氢被适合的取代基替代。除非另作说明，否则“任选取代的”基团可在基团的每个可取代位置具有适合的取代基，以及当在任何给出的结构中超过一个位置可取代有超过一个选自指定基团的取代基时，在每个位置的取代基可相同或者不同。本发明设想的取代基组合优选为形成稳定的或者化学上可行的化合物的那些。在某些方面，除非清楚地相反指示，否则还涵盖的是，各个取代基可进一步任选被取代(即，进一步取代或未取代的)。
化合物的结构可通过下式表示：
其被理解为等同于下式：
其中n通常为整数。即，Rn被理解为表示五个单独的取代基Rn(a),Rn(b),Rn(c),Rn(d),Rn (e)。“单独的取代基”是指每个R取代基可独立地限定。例如，如果在一个情况中Rn(a)为卤素，那么在这种情况下Rn(b)不一定是卤素。
在本发明公开的和描述的化学结构和部分中数次提及R1,R2,R3,R4,R5,R6等。在说明书中R1,R2,R3,R4,R5,R6等的任何描述分别适用于引用R1,R2,R3,R4,R5,R6等的任何结构或者部分，除非另作说明。
1.化合物
本发明的实施方式所提供的含有4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其结构如式(I)所示：
其中，Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、醚、杂环基、苯基、芳氧基、卤素、氰基或其组合；Ar为六元芳基、杂芳基、稠芳基、氮杂稠芳基；
m为0-5的整数；
n为0-3的整数；
且整个分子为5,9位含有两个硼原子的对称结构。
优选地，本发明的实施方式所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，结构式(I)中Ar为苯基、萘基、并三苯基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、吡嗪基、喹啉基、异喹啉基。
本发明还提供了一种OLED器件，其包括本发明所提供的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方式中，含有4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物具有选自如下之一的结构：
在本发明的一些具体实施方式中，4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物为电中性。
在本发明的一些具体实施方式中，还提供一种光学或电光装置，其包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方式中，所提供的光学或电光装置包括光吸收装置(如太阳能装置或感光装置)、有机发光二极管(OLED)、光发射器件或能够兼容光吸收和发射的器件。
在本发明的一些具体实施方式中，还提供一种OLED器件，该OLED器件中的发光材料或主体材料包含上述4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。本发明的实施方式所提供的化合物既可用作OLED器件的主体材料，例如应用于全色显示器等；也可应用于OLED器件的发光材料，例如发光装置和显示器等。
制备和性能评价实施例
以下提出实施例以向本领域普通技术人员提供如何制造和评价本发明描述的化合物、组合物、制品、器件和/或方法的完整公开内容和描述，并且所述实施例意图仅是本公开内容的示范且不意圈定限制范围。尽管已经进行努力以确保关于数值(例如，量、温度等)的准确性，但是应当考虑一些误差和偏差。除非另外说明，否则份数为重量份，温度是以℃为单位或者在环境温度下，且压力是在大气压下或附近。
在实施例中叙述用于本发明所描述的公开的化合物的制备方法的多种方法。提供这些方法以说明多种制备方法，但是本公开内容不意图限于本发明所叙述的方法的任一种。因此，本公开内容所属颁域的技术人员可容易地修改所叙述的方法或者利用不同的方法来制备所公开的化合物的一种或多种。下列方面仅是示例性的，且不意图限制本公开内容的范围。温度、催化剂、浓度、反应物组成、以及其它工艺条件可改变，并且对于期望的配合物，本公开内容所属领域的技术人员可以容易的选择合适的反应物和条件。
在Varian Liquid State NMR仪器上于CDCl3或DMS0-d6溶液中以400MHz记录1H图谱，以100MHz记录13C NMR图谱，化学位移参照残留的氘代(protiated)溶剂。如果CDCl3用作溶剂，则采用四甲基硅烷(δ＝0.00ppm)作为内标记录1H NMR图谱；采用DMSO-d6(δ＝77.00ppm)作为内标记录13C NMR图谱。如果将H2O(δ＝3.33ppm)用作溶剂，则采用残留的H2O(δ＝3.33ppm)作为内标记录1H NMR图谱；采用DMSO-d6(δ＝39.52ppm)作为内标记录13C NMR图谱。使用下列缩写(或其组合)来解释1H NMR的多重性：s＝单重，d＝双重，t＝三重，q＝四重，P＝五重，m＝多重，br＝宽。
通用合成路线
本发明专利中所披露化合物的通用性合成路线如下所示：
其中，
Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、醚、杂环基、苯基、芳氧基、卤素、氰基或其组合；Ar为六元芳基、杂芳基、稠芳基、氮杂稠芳基；
m为0-5的整数；
n为0-3的整数。
制备实施例
实施例1：化合物BO3可按如下路线合成：
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入2,6-二甲氧基苯硼酸(3.7143g,20mmol,98％,1.0当量),醋酸钯(0.1123g,0.5mmol,0.025当量)和配体S-Phos(0.5027g,1.2mmol,98％,0.06当量)。抽换氮气三次，随后在氮气保护下加入1,4-二氧六环(60mL),碘苯(4.5796g,22mmol,98％,1.1当量)和碳酸钾(8.2920g,60mmol,3.0当量)的水溶液(20mL)。然后将三口瓶置于105℃油浴中。搅拌12小时后，薄层色谱监测反应完成。冷却至室温，分出有机相，水相用乙酸乙酯(10mL×2)萃取。合并所有有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚/乙酸乙酯＝50/1)得A1，白色固体3.7215g，收率87％。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.37-7.49(m,5H),7.34(t,J＝8.4Hz,1H),6.71(d,J＝8.4Hz,2H),3.78(s,6H)。
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入A1(0.6429g,3mmol,1.0当量),甲苯(20mL)和正己烷(20mL)。随后在氮气保护下滴加三溴化硼(0.72mL,d＝2.6g/ml,7.5mmol,2.5当量)。室温搅拌19.5小时后，迅速加入三氯化铝(0.0160g,0.12mmol,0.04当量)，然后将三口瓶置于75℃油浴中。搅拌6小时后，冷却至室温，在氮气保护下滴加三甲基苯基溴化镁(12mL,1M四氢呋喃溶液,12mmol,4.0当量)。继续搅拌1小时，薄层色谱监测反应完成。浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚～石油醚/二氯甲烷＝100/1)得BO3，白色固体1.2459g，收率94％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.08(d,J＝7.4Hz,2H),7.77(t,J＝7.3Hz,2H),7.57(d,J＝8.2Hz,2H),6.95(s,4H),2.33(s,6H),2.15(s,12H)。
图1是化合物BO3的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图；
图2是化合物BO3的热重分析(TGA)曲线原始谱图；其热分解温度接近300℃。
实施例2：化合物BO80可按如下路线合成：
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入2,6-二甲氧基苯硼酸(3.7143g,20mmol,98％,1.0当量),4-碘甲苯(4.8939g,22mmol,98％,1.1当量),醋酸钯(0.0898g,0.4mmol,0.02当量)和配体S-Phos(0.3351g,0.8mmol,98％,0.04当量)。抽换氮气三次，随后在氮气保护下加入1,4-二氧六环(60mL)和碳酸钾(8.2920g,60mmol,3.0当量)的水溶液(20mL)。然后将三口瓶置于100℃油浴中。搅拌16小时后，薄层色谱监测反应完成。冷却至室温，分出有机相，水相用乙酸乙酯(10mL×2)萃取。合并所有有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚/乙酸乙酯＝50/1)得A2，白色固体4.1399g，收率91％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.27(t,J＝8.4Hz,1H),7.14(d,J＝7.8Hz,2H),7.10-7.03(m,2H),6.72(d,J＝8.4Hz,2H),3.64(s,6H),2.32(s,3H)。
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入A2(0.6849g,3mmol,1.0当量),甲苯(20mL)和正己烷(20mL)。随后在氮气保护下滴加三溴化硼(0.72mL,d＝2.6g/ml,7.5mmol,2.5当量)。室温搅拌41小时后，迅速加入三氯化铝(0.0160g,0.12mmol,0.04当量)，然后将三口瓶置于75℃油浴中。搅拌8小时后，冷却至室温，在氮气保护下滴加三甲基苯基溴化镁(12mL,1M四氢呋喃溶液,12mmol,4.0当量)。继续搅拌1小时，薄层色谱监测反应完成。浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚～石油醚/二氯甲烷＝100/1)得BO80，白色固体1.2218g，收率89％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.88(s,2H),7.73(t,J＝8.3Hz,1H),7.55(d,J＝8.2Hz,2H),6.95(s,4H),2.44(s,3H),2.33(s,6H),2.15(s,12H)。
图3是化合物BO80的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图。
实施例3：化合物BO312可按如下路线合成：
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入2,6-二甲氧基苯硼酸(4.0857g,22mmol,98％,1.2当量),4-碘-1,1'-联苯(5.7753g,20mmol,97％,1.0当量),醋酸钯(0.0898g,0.4mmol,0.02当量)和配体S-Phos(0.3351g,0.8mmol,98％,0.04当量)。抽换氮气三次，随后在氮气保护下加入1,4-二氧六环(60mL)和碳酸钾(8.2920g,60mmol,3.0当量)的水溶液(20mL)。然后将三口瓶置于100℃油浴中。搅拌17小时后，薄层色谱监测反应完成。冷却至室温，分出有机相，水相用乙酸乙酯(10mL×2)萃取。合并所有有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚/乙酸乙酯＝50/1)得A3，白色固体5.2177g，收率90％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.70(d,J＝7.1Hz,2H),7.64(d,J＝8.3Hz,2H),7.48(t,J＝7.7Hz,2H),7.37(t,J＝7.4Hz,1H),7.34-7.26(m,3H),6.76(d,J＝8.4Hz,2H),3.68(s,6H)。
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入A3(0.8712g,3mmol,1.0当量),邻二甲苯(30mL)和正己烷(10mL)。随后在氮气保护下滴加三溴化硼(0.72mL,d＝2.6g/ml,7.5mmol,2.5当量)。室温搅拌24小时后，迅速加入三氯化铝(0.0160g,0.12mmol,0.04当量)，然后将三口瓶置于75℃油浴中。搅拌8小时后，冷却至室温，在氮气保护下滴加三甲基苯基溴化镁(15mL,1M***溶液,15mmol,5.0当量)。继续搅拌1小时，薄层色谱监测反应完成。浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚～石油醚/二氯甲烷＝100/1)得BO312，白色固体1.3911g，收率89％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.20(s,2H),7.78(t,J＝8.3Hz,1H),7.59(d,J＝8.2Hz,2H),7.52(d,J＝7.2Hz,2H),7.46(t,J＝7.6Hz,2H),7.38(t,J＝7.3Hz,1H),6.96(s,4H),2.33(s,6H),2.20(s,12H)。
图4是化合物BO312的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图。
实施例4：化合物BO543可按如下路线合成：
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入2,6-二甲氧基苯硼酸(4.0857g,22mmol,98％,1.1当量),1-溴-4-叔丁基苯(4.3490g,20mmol,98％,1.0当量),醋酸钯(0.0898g,0.4mmol,0.02当量)和配体S-Phos(0.3351g,0.8mmol,98％,0.04当量)。抽换氮气三次，随后在氮气保护下加入1,4-二氧六环(60mL)和碳酸钾(8.2920g,60mmol,3.0当量)的水溶液(20mL)。然后将三口瓶置于100℃油浴中。搅拌24小时后，薄层色谱监测反应完成。冷却至室温，分出有机相，水相用乙酸乙酯(10mL×2)萃取。合并所有有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚/乙酸乙酯＝50/1)得A5，白色固体4.6955g，收率87％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.41(d,J＝8.4Hz,2H),7.29(d,J＝8.4Hz,2H),7.25(d,J＝8.5Hz,1H),6.65(d,J＝8.4Hz,2H),3.74(s,6H),1.36(s,9H)。
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入A5(0.8112g,3mmol,1.0当量),甲苯(20mL)和正己烷(20mL)。随后在氮气保护下滴加三溴化硼(0.72mL,d＝2.6g/ml,7.5mmol,2.5当量)。室温搅拌21小时后，迅速加入三氯化铝(0.0160g,0.12mmol,0.04当量)，然后将三口瓶置于75℃油浴中。搅拌15小时后，冷却至室温，在氮气保护下滴加三甲基苯基溴化镁(15mL,1M四氢呋喃溶液,15mmol,5.0当量)。继续搅拌1小时，薄层色谱监测反应完成。浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚～石油醚/二氯甲烷＝100/1)得BO543，白色固体1.2641g，收率85％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.23(s,2H),7.60(t,J＝8.0Hz,1H),7.46(d,J＝8.1Hz,2H),6.96(s,4H),2.39(s,6H),2.26(s,12H),1.30(s,9H)。
图6是化合物BO543的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图。
实施例5：化合物BO555可按如下路线合成：
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入2,6-二甲氧基苯硼酸(4.0857g,22mmol,98％,1.2当量),1-碘-3,5-二甲基苯(4.8863g,20mmol,95％,1.0当量),醋酸钯(0.0898g,0.4mol,0.02当量)和配体S-Phos(0.3351g,0.8mmol,98％,0.04当量)。抽换氮气三次，随后在氮气保护下加入1,4-二氧六环(60mL)和碳酸钾(8.2920g,60mmol,3.0当量)的水溶液(20mL)。然后将三口瓶置于100℃油浴中。搅拌18小时后，薄层色谱监测反应完成。冷却至室温，分出有机相，水相用乙酸乙酯(10mL×2)萃取。合并所有有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚/乙酸乙酯＝50/1)得A4，白色固体4.2587g，收率88％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.27(t,J＝8.4Hz,1H),6.88(s,1H),6.75(s,2H),6.70(d,J＝8.4Hz,2H),3.63(s,6H),2.26(s,6H)。
向带有磁力转子的干燥的三口瓶中依次加入A4(0.7299g,3mmol,1.0当量),甲苯(20mL)和正己烷(20mL)。随后在氮气保护下滴加三溴化硼(0.72mL,d＝2.6g/ml,7.5mmol,2.5当量)。室温搅拌41小时后，迅速加入三氯化铝(0.0160g,0.12mmol,0.04当量)，然后将三口瓶置于75℃油浴中。搅拌8小时后，冷却至室温，在氮气保护下滴加三甲基苯基溴化镁(15mL,1M***溶液,15mmol,5.0当量)。继续搅拌1小时，薄层色谱监测反应完成。浓缩，将所得粗产品通过快速硅胶柱层析色谱分离纯化(淋洗剂:石油醚～石油醚/二氯甲烷＝100/1)得BO555，白色固体1.2017g，收率85％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.57(t,J＝8.3Hz,1H),7.41(d,J＝8.1Hz,2H),7.25(s,1H),6.93(s,4H),2.35(s,6H),2.28(s,6H),2.21(s,12H)。
图7是化合物BO555的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的激发和发射光谱谱图。
实施例6：化合物BO466可按如下路线合成：
向带有转子的洁净三口瓶中加入3，5-二甲基-4-溴苯胺(232mg，1.00mmol，1.00当量)，四三苯基膦钯(58mg，0.05mmol，0.05当量)，无水碳酸钾(276mg，2.00mmol，2.00当量)。抽放氮气三次加入1，4-二氧六环/水(15mL/7mL)鼓泡20分钟后于100℃反应24小时。反应结束后，冷却至室温，加入水(50mL)并用乙酸乙酯萃取(50mL×2)，合并有机层，用无水硫酸钠干燥后分离浓缩，拌硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝3：1)得白色固体228mg，收率99％。1HNMR(500MHz,DMSO-d6):δ3.56(s,6H),5.23(s,2H),5.96(s,2H),7.14-7.18(m,3H),7.26-7.29(m,2H).
向带有转子的洁净三口瓶中加入苯胺衍生物(228mg，1.00mmol，1.00当量)，浓盐酸(0.4ml，10M/L in water)，纯化水(20ml)降温至0℃滴加亚硝酸钠水溶液(76mg，1.10mmol，1.10当量)。滴加完成后，反应液于0℃反应30分钟之后加入碘化钾水溶液(199mg，1.20mmol，1.20当量)反应液缓慢升至25℃反应15小时。反应结束后，加入硫代硫酸钠水溶液(1M/L in water 50mL)充分搅拌后用乙酸乙酯(50mL)萃取。有机层用无水硫酸钠干燥后分离浓缩，拌硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝20：1)得白色固体220mg，收率65％。1HNMR(500MHz,DMSO-d6):δ3.67(s,6H),7.08(s,2H),7.17-7.19(m,2H),7.26-7.29(m,1H),7.34-7.37(m,2H).
向带有转子的洁净三口瓶中加入碘苯衍生物(220mg，0.65mmol，1.00当量)，苯硼酸(95mg，0.78mmol，1.20当量)，四三苯基膦钯(38mg，0.03mmol，0.05当量)，碳酸钾(180mg，1.30mmol，2.00当量)。抽放氮气三次加入1,4-二氧六环/水(15mL/7mL)。鼓泡20分钟后于100℃反应24小时。反应结束后，冷却至室温，加入水(50mL)并用乙酸乙酯萃取(50mL×2)，合并有机层，用无水硫酸钠干燥后分离浓缩，拌硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)得白色固体A6 187mg收率99％。1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ3.76(s,6H),6.98(s,2H),7.24-7.30(m,3H),7.36-7.42(m,3H),7.49-7.52(m,2H),7.77-7.79(m,2H).
向带有转子的洁净三口瓶中加入三联苯衍生物A6(618mg，2.13mmol，1.00当量)，抽放氮气三次。加入己烷(50ml)，三溴化硼1M/L己烷溶液(5.3ml，2.5当量)，于25℃反应18小时。之后加入无水三氯化铝(10mg，0.08mmol，0.04当量)升温至75℃反应18小时。反应结束后，加入2-均三甲基苯溴化镁1M/L***溶液(6.4ml，3.00当量)于25℃反应18小时。反应结束后，将反应液减压蒸馏至干，拌硅胶柱分离(石油醚/二氯甲烷＝50:1)得BO466，白色固体840mg收率76％。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ2.28(s,12H),2.40(s,6H),6.99(s,4H),7.41-7.45(m,1H),7.51-7.54(m,2H),7.62(t,J＝7.4Hz,1H),7.71-7.79(m,4H),8.20(d,J＝7.3Hz,2H).
图5是化合物BO466的二氯甲烷溶液在室温下和其2-甲基四氢呋喃溶液在77K下的发射光谱谱图。
性能评价实施例
以下对本发明上述实施例中所制备的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物(以下也称硼氧杂芘衍生物材料)进行光物理、电化学和热重分析：
光物理分析：磷光发射光谱、荧光发射光谱、三线态寿命、激发态寿命均在HORIBAFL3-11光谱仪上测试完成。测试条件：室温发射光谱中，所有样品均为二氯甲烷(色谱级)稀溶液(10-5-10-6M)，且样品均在手套箱内完成配制，并通氮气5分钟；三线态寿命检测均在样品发射光谱的最强峰处测得。
电化学分析：采用循环伏安法在CH670E型电化学工作站上测试。以0.1M的四正丁基六氟磷酸铵(nBu4NPF6)的N,N-二甲基乙酰胺(DMF)溶液为电解质溶液；金属铂电极为正极；石墨为负极；金属银作为参比电极；二茂铁为参比内标，且其氧化还原电势定为零。
热重分析：热重分析曲线均在TGA2(SF)热重分析上完成。热重分析测试条件为：测试温度为50-700℃；升温速率为20K/min；坩埚材质为三氧化二铝；且在氮气氛围下完成测试；样品质量一般为2-5mg。
表1.硼氧杂芘衍生物材料的光物理性质和热重分析数据
注：Peak是指硼氧杂芘衍生物材料室温发射光谱的最强发射峰。PLQY是指绝对发光量子效率。硼氧杂芘衍生物材料的室温发射光谱在二氯甲烷溶液中测定，77K发射光谱在2-甲基四氢呋喃(2-Me-THF)中测定。三线态能级(T1)由其77K下的磷光光谱计算得到。热分解温度(Td)由热重分析(TGA)曲线得到。玻璃化转变温度(Tg)和熔点(m.p.)由差示扫描量热(DSC)曲线得到。
硼氧杂芘衍生物材料室温下在二氯甲烷溶液中的激发和发射光谱、77K下在2-甲基四氢呋喃(2-Me-THF)中的激发和发射光谱以及部分材料的热重分析(TGA)曲线请参见附图1-7。
从表1中可知：其一，本发明所提供的硼氧杂芘衍生物材料均有很高的发光量子效率(PLQY)，可达21.49-45.77％；并且都表现出很短的激发态寿命2.39-5.84ns；此外热分解温度也很高，这些性质都有利于此类硼氧杂芘衍生物用于发光材料。其二，硼氧杂芘衍生物结构多样且易于修饰，使其具有易于调节的三线态能级(T1)，可用作各种发光体的主体材料。如表1所示，BO312、BO555和BO466的三线态能级介于2.61-2.63eV之间，可用作红光和绿光发射体的主体材料；而BO3、BO80和BO543具有很高的三线态能级(3.00-3.06eV)，可用作蓝光，尤其是深蓝光发光体的主体材料。为目前急缺的深蓝光主体材料提供一个有效的解决途径，从而大大促进此领域的发展。
本发明所提供的硼氧杂芘衍生物作为蓝光和深蓝光主体材料的薄膜光物理性质数据如下表所示。
表2.硼氧杂芘衍生物作为蓝光和深蓝光主体材料的薄膜光物理性质数据
其中，蓝光和深蓝光材料PtON1,PtLA5t和主体材料26mCPy的结构如下所示:
从表2中可知：其一，硼氧杂芘衍生物材料可以很好地用作蓝光材料PtON1和深蓝光材料PtLA5t的主体材料，使其掺杂的薄膜绝对量子效率分别高达74.88％和73.12％(第2行和第1行数据)。其一，由表2中第2行和第3行数据比较可知，作为蓝光发光体PtON1的主体材料，BO80比目前广泛使用的26mCPy要优。这主要得益于BO80具有很高的三线态能级(3.00eV)，比PtON1和PtLA5t还要高约0.2eV，可以促进能量有主体材料到发光体的有效传递，提高薄膜的绝对量子效率。以上数据结果进一步显示了此类硼氧杂芘衍生物作为主体材料的优势，使其在OLED领域具有广泛的使用空间，尤其是促进蓝光和深蓝光主体材料的发展。
器件实例
所有材料在使用之前均经过高真空(10-5-10-6Torr)下梯度加热升华纯化。器件所使用的铟锡氧化物(ITO)基板均经过在去离子水、丙酮和异丙醇中依次进行超声处理。器件通过在真空度小于10-7Torr的压力下真空热蒸镀制备。阳极电极为厚度为
铟锡氧化物(ITO)，阴极由厚度为
的LiF和
的Al组成。所有器件制备完毕后在氮气手套箱中玻璃盖和环氧树脂封装，并在包装内加入吸湿剂。
器件结构如下所示：
Device 1:ITO/HATCN(10nm)/HTL(70nm)/EBL(5nm)/BO80:PtON1(25nm,8％)/DPEPO(10nm)/TmPyPb(30nm)/LiF(1nm)/Al.
Device 2:ITO/HATCN(10nm)/HTL(70nm)/EBL(5nm)/BO80:PtLA5t(25nm,8％)/DPEPO(10nm)/TmPyPb(30nm)/LiF(1nm)/Al.
上述器件所使用材料的分子结构如下所示：
图8是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-功率效率曲线。
图9是以化合物BO80作为主体材料之器件的亮度-外部量子效率曲线。
图10是以化合物BO80作为主体材料之器件的电压-亮度曲线。
图11是以化合物BO80作为主体材料之器件在亮度为1000尼特时的电致发光谱图。
以硼氧杂芘衍生物BO80作为主体材料的器件性能数据如下表3所示。
表3.以硼氧杂芘衍生物BO80作为主体材料的器件性能
注：Peak是指器件在室温发射光谱的最强发射峰；FWHM是指器件在室温发射光谱的半峰宽；V是指器件的开启电压；CE是指器件的电流效率；PE是指器件的功率效率；EQE是指器件的外部量子效率；CEmax是指器件的最大电流效率；PEmax是指器件的最大功率效率；EQEmax是指器件的最大外部量子效率。
从表3中可以看出：其一，以硼氧杂芘衍生物BO80作为主体材料、PtON1作为发光体的器件1在其亮度为1000尼特时其外部量子效率可达12.0％，CIE坐标为(0.151,0.189)，为蓝光发光器件，并且其最大外部量子效率可达14.0％，进一步表明硼氧杂芘衍生物BO80是很好的主体材料。其二，以硼氧杂芘衍生物BO80作为主体材料、PtLA5t作为发光体的器件2在其亮度为1000尼特时的CIE坐标为(0.145,0.106)，为深蓝光器件，其外部量子效率可达9.0％，且器件2的最大外部量子效率高达13.3％。其中器件2的发射光谱半峰宽为33.7nm,比器件1明显变小，使之发光进一步蓝移至450nm，以实现深蓝光发光。
以上器件数据充分表明硼氧杂芘衍生物作为主体材料是可行的，尤其是作为目前急缺的蓝光和深蓝光发光体主体材料的可行性及优越性。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。例如，在不背离本发明的精神的情况下，这里描述的许多材料和结构可以用其它材料和结构代替。
Claims (5)
1.一种4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，所述衍生物的结构如式(I)所示：
其中，
Ra、Rb和Rc各自独立地为氢、氘、烷基、烷氧基、环烷基、苯基、芳氧基、氰基或其组合；Ar为六元芳基；
m为0-5的整数；
n为0-3的整数；
且整个分子为5,9位含有两个硼原子的对称结构。
2.根据权利要求1所述的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物，其特征在于，结构式(I)中Ar为苯基。
3.一种光学或电光装置，其特征在于：所述装置包含权利要求1至2中任一项所述的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的光学或电光装置，其特征在于，所述装置包括光吸收装置、有机发光二极管、光发射器件或能够兼容光吸收和发射的器件。
5.一种OLED器件，其特征在于：所述OLED器件中的主体材料包含权利要求1至2中任一项所述的4,10-二氧-5,9-二硼芘衍生物中的一种或多种。
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