CN110759918A - 一种化合物、显示面板及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种化合物和包括该化合物的显示面板及电子设备，所述化合物具有式I所示结构，其中X1、X2各自独立地选自O、S或N，D1、D2表示给电子基团，A1、A2表示受电子基团。所述显示面板包括OLED器件，该OLED器件包括阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的至少1层有机薄膜层，所述有机薄膜层包括发光层，所述发光层包括本发明所述化合物，且所述化合物用作主体材料、掺杂材料或共同掺杂材料中的任意一种。本发明提供的化合物通过分子结构的设计降低△EST，实现高效的反向系间窜跃过程，具有典型的TADF特性，其作为OLED器件的发光层材料可以提升OLED器件的发光效率和工作寿命。

Description

一种化合物、显示面板及电子设备
技术领域
本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种化合物和包括该化合物的显示面板及电子设备。
背景技术
有机电致发光技术是光电领域中具有广阔应用前景的新兴技术，有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode，OLED)相比于传统的无机电致发光器件，具有超薄、自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低等优点，已广泛应用于平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业。目前，OLED已经进入产业化阶段，高性能有机光电材料的开发依然是本领域的研究焦点。
根据发光机制，可用于OLED发光层材料主要以下四种：荧光材料、磷光材料、三线态-三线态湮灭(TTA)材料和热活化延迟荧光(TADF)材料。其中，荧光材料的单线激发态S1通过辐射跃迁回到基态S0，根据自旋统计，激子中单线态和三线态激子的比例为1:3，所以荧光材料最大内量子产率不超过25％；依据朗伯发光模式，光取出效率约为20％，因此基于荧光材料的OLED器件的外量子效率EQE不超过5％。磷光材料的三线激发态T1直接辐射衰减到基态S0，由于重原子效应，可以通过自旋偶合作用加强分子内部系间窜越，可以直接利用75％的三线态激子，从而实现在室温下S1和T1共同参与的发射，理论最大内量子产率可达100％；依据朗伯发光模式，光取出效率约为20％，故基于磷光材料的OLED器件的EQE可以达到20％；但是磷光材料基本为Ir、Pt、Os、Re、Ru等重金属配合物，生产成本较高，不利于大规模生产；且在高电流密度下，磷光材料存在严重的效率滚降现象，同时磷光器件的稳定性并不好。TTA材料的两个三线态激子相互作用，复合生成一个更高能级的单线激发态分子和一个基态分子；但是两个三线态激子产生一个单线态激子，所以理论最大内量子产率只能达到62.5％；为了防止产生较大的效率滚降现象，在这个过程中三线态激子的浓度需要调控。TADF材料主要为有机化合物，无需稀有金属元素，生产成本低，可通过多种方法进行化学修饰，具有极大的应用前景，但目前被公开的TADF材料种类较少，且性能无法达到OLED器件的使用要求。
因此，开发更多种类的高性能的新型TADF材料，是本领域的研究重点。
发明内容
为了开发更多种类、更高性能的TADF材料，本发明的目的之一在于提供一种化合物，所述化合物具有式I所示结构：
Figure BDA0002255922800000011
式I中，n1、n2、n3、n4各自独立地为0或1，且n3+n4≥1，例如n3+n4＝1或n3+n4＝2。
式I中，X1、X2各自独立地选自O、S或N。
当X1为O或S时，n1为0。
当X2为O或S时，n2为0。
式I中，D1、D2表示给电子基团，且各自独立地选自C1～C20直链或支链烷基、C1～C20烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基、取代或未取代的C6～C40芳胺基中的任意一种。
式I中，L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键、C1～C20直链或支链亚烷基、取代或未取代的C6～C30亚芳基、取代或未取代的C3～C30亚杂芳基中的任意一种。
式I中，A1、A2表示受电子基团，且各自独立地选自氰基、氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基、取代或未取代的C6～C30芳基硼基、取代或未取代的C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基、取代或未取代的C6～C30芳基砜基、取代或未取代的C6～C30芳基膦氧基中的任意一种。
式I中，R1、R2各自独立地选自卤素、C1～C30直链或支链烷基、C3～C30环烷基、C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
m1、m2各自独立地选自0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
所述C1～C20可以是C2、C4、C6、C8、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C6～C30可以是C7、C8、C9、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C3～C30可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C4～C40可以是C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C3～C20可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述C1～C10可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10。
所述C6～C20可以是C7、C8、C9、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述“给电子基团”意指能提高苯环上电子云密度的基团，所述“受电子基团”意指能降低苯环上电子云密度的基团。
本发明的目的之二在于提供一种显示面板，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的至少1层有机薄膜层，所述有机薄膜层包括发光层，以及空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的任意一种或至少两种的组合。
所述发光层包括如上所述的化合物，且所述化合物用作主体材料、掺杂材料或共同掺杂材料中的任意一种。
本发明的目的之三在于提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的显示面板。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的化合物基于分子结构的设计通过化学键形成D-A电荷转移作用，而且利用电子给体和电子受体的空间距离设计形成空间电荷转移作用，使HOMO和LUMO在分子内可以形成有效分离，降低△EST，使能级差ΔEst＝ES1-ET1≤0.30eV，实现高效的反向系间窜跃的物理过程，使所述化合物具有典型的TADF特性；本发明提供的化合物可以在一个分子中存在两个D-A发光子单元，具有双重发射核的性质，有效提升了振子强度，提高发光效率；同时，所述化合物的双极性特性有利于传输电子和空穴。因此，本发明提供的化合物高度适于作为OLED器件发光层材料，拓宽发光层，提升OLED器件的发光效率和工作寿命。
附图说明
图1为本发明提供的OLED器件的结构示意图，其中101为阳极，102为阴极，103为发光层，104为第一有机薄膜层，105为第二有机薄膜层；
图2为本发明提供的化合物M58的HOMO分布示意图；
图3为本发明提供的化合物M58的LUMO分布示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明的目的之一在于提供一种化合物，所述化合物具有式I所示结构：
式I中，n1、n2、n3、n4各自独立地为0或1，且n3+n4≥1，例如n3+n4＝1或n3+n4＝2。
式I中，X1、X2各自独立地选自O、S或N。
当X1为O或S时，n1为0。
当X2为O或S时，n2为0。
式I中，D1、D2表示给电子基团，且各自独立地选自C1～C20直链或支链烷基、C1～C20烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基、取代或未取代的C6～C40芳胺基中的任意一种。
式I中，L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键、C1～C20直链或支链亚烷基、取代或未取代的C6～C30亚芳基、取代或未取代的C3～C30亚杂芳基中的任意一种。
式I中，A1、A2表示受电子基团，且各自独立地选自氰基、氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基、取代或未取代的C6～C30芳基硼基、取代或未取代的C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基、取代或未取代的C6～C30芳基砜基、取代或未取代的C6～C30芳基膦氧基中的任意一种。
式I中，R1、R2各自独立地选自卤素、C1～C30直链或支链烷基、C3～C30环烷基、C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
m1、m2各自独立地选自0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
本发明提供的化合物中，骨架结构中间的苯环上连有电子受体基团，X1和X2各自独立地选自O、S或N，当X1和X2均为N时，所述化合物具有吲哚并咔唑的骨架结构，骨架结构的2个N上连接电子供体单元，使D1-L1-X1-L3-A1和D2-L2-X2-L4-A2不仅可以通过化学键形成D-A电荷转移作用，同时由于D1和A1、D2和A2在空间上距离较近，也可以产生空间电荷转移的作用，实现了HOMO和LUMO在分子内的有效分离，降低△EST，实现高效的反向系间窜跃的物理过程，使化合物具有典型的TADF特性。
本发明提供的具有式I结构的化合物中，当X1和X2均为N、n3、n4均为1时，同一个分子中存在两个D-A发光子单元，具有双重发射核的性质，可以有效地提升振子强度、提高发光效率，而且所述化合物具有双极性的特性，可以有效地传输电子和空穴，适于用作OLED器件发光层主体材料，拓宽发光层，提升OLED器件的发光效率和工作寿命。
所述C1～C20可以是C2、C4、C6、C8、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C6～C30可以是C7、C8、C9、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C3～C30可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C4～C40可以是C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C3～C20可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述C1～C10可以是C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10。
所述C6～C20可以是C7、C8、C9、C10、C13、C15、C17或C19等。
所述“给电子基团”意指能提高苯环上电子云密度的基团，所述“受电子基团”意指能降低苯环上电子云密度的基团。
在一个实施方式中，所述氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000041
其中，虚线表示基团的连接位点。
RC1、RC2、RC3各自独立地选自未取代或卤代的C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的至少一种。
c1为0～4的整数，例如0、1、2、3或4；c2为1～3的整数，例如1、2或3；且c1+c2≤5。
c3为0～3的整数，例如0、1、2或3；c4为1～3的整数，例如1、2或3；且c3+c4≤4。
c5为0～2的整数，例如0、1或2；c6为1～3的整数，例如1、2或3；且c5+c6≤3。
在一个实施方式中，所述氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000042
Figure BDA0002255922800000051
其中，虚线表示基团的连接位点。
本发明中A1、A2表示受电子基团，当所述受电子基团为上述氰基类取代基时，具有很强的吸电子能力，可以有效抑制非辐射跃迁，有利于构建具有低ΔEST、高辐射跃迁速率常数kr的D-A型TADF特性的化合物。
在一个实施方式中，所述C6～C30芳基硼基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000052
其中，虚线表示基团的连接位点。
RB1-RB10各自独立地选自C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20环烷基(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)或卤素中的任意一种。
Z1-Z7各自独立地选自O、S、N-RZ1或B-RZ2，RZ1、RZ1各自独立地选自氢、C6～C40(例如C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等)芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C1～C20(例如C2、C4、C6、C8、C10、C13、C15、C17或C19等)烷氧基、C3～C20(例如C4、C6、C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)环烷基、C3～C20(例如C4、C6、C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂环烷基、C3～C40(例如C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等)杂芳基中的任意一种。
b1-b6各自独立地为0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
b7、b8各自独立地为0～2的整数，例如0、1或2。
b9、b10各自独立地为0～3的整数，例如0、1、2或3。
在一个实施方式中，所述C6～C30芳基硼基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000053
Figure BDA0002255922800000061
其中，虚线表示基团的连接位点。
本发明中，所述A1、A2表示受电子基团，当所述受电子基团为上述芳基硼基时，含有六元环的芳基硼基比五元环的芳基硼基更具有共振结构的优势。
在一个实施方式中，所述C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000062
Figure BDA0002255922800000071
其中，虚线表示基团的连接位点。
RO1-RO26各自独立地选自C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20环烷基(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)或卤素中的任意一种。
M1为O或S。
M2选自O、S或RM1-C-RM2，RM1和RM2各自独立地选自氢、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
RN1-RN6各自独立地选自氢、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
o1、o3、o5、o61、o8、o201各自独立地为0～5的整数，例如0、1、2、3、4或5。
o2、o4、o6、o7、o9、o10、o12、o13、o15、o17、o19、o20、o21、o23各自独立地为0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
o71、o11、o14、o16、o18、o191、o22、o24、o26、o27各自独立地为0～3的整数，例如0、1、2或3。
o25为0～2的整数，例如0、1或2。
在一个实施方式中，所述C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000081
其中，虚线表示基团的连接位点。
本发明所述的A1、A2表示受电子基团，当所述受电子基团为上述芳基酮基时，取代基中含有缺电子的羰基，作为电子受体时羰基与苯环存在较大的扭转角，是一种系间窜越十分高效(kISC＝1011s-1)的受体单元，十分适合用作为电子受体构建D-A型TADF蓝光分子。
在一个实施方式中，所述C6～C30芳基砜基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000091
其中，虚线表示基团的连接位点。
RS1-RS14各自独立地选自C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
E1选自O、S或RE1-C-RE2，RE1和RE2各自独立地选自氢、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
s1、s3、s6、s7、s10、s11、s13、s14各自独立地为0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
s2、s4、s8各自独立地为0～3的整数，例如0、1、2或3。
s5、s9、s12各自独立地为0～5的整数，例如0、1、2、3、4或5。
在一个实施方式中，所述C6～C30芳基膦氧基选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000092
其中，虚线表示基团的连接位点。
RP1-RP6各自独立地选自C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
U1选自O、S、N-RU1、B-RU2或RU3-C-RU4，RU1-RU4各自独立地选自氢、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
p1、p2、p5、p6各自独立地为0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
p3、p4各自独立地选自0～5的整数，例如0、1、2、3、4或5。
在一个实施方式中，所述X1、X2均为N，n1、n2均为1。
在一个实施方式中，所述D1、D2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000101
其中，虚线表示基团的连接位点。
RD1-RD16各自独立地选自C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
G1、G2各自独立地选自O、S、N-RG3或RG4-C-RG5。
RG1-RG5各自独立地选自氢、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)直链或支链烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素中的任意一种。
d1、d2、d3、d5、d6、d15各自独立地为0～5的整数，例如0、1、2、3、4或5。
d4、d7、d8、d9、d10、d11、d13、d16各自独立地为0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
d12、d14各自独立地为0～3的整数，例如0、1、2或3。
在一个实施方式中，所述D1、D2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000102
Figure BDA0002255922800000111
其中，虚线表示基团的连接位点。
本发明所述的D1、D2为供电子基团，其与骨架结构以及电子受体A1、A2通过化学键形成D-A电荷转移作用，降低了HOMO和LUMO之间的重叠，使HOMO和LUMO能级有效分离，并且降低三重态和单重态之间的能级差△EST，实现高效的三线态能量向单线态的逆向窜越，赋予本发明所述化合物典型的TADF特性，实现了高的发光效率。
在一个实施方式中，所述m1、m2均为0。
在一个实施方式中，所述L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键或C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)亚芳基。
本发明所述的化合物中，当X1和X2均为N、n3、n4均为1时，L1、L2、L3、L4与吲哚并咔唑的骨架结构以及电子给体、电子受体共同形成了D1-L1-X1-L3-A1和D2-L2-X2-L4-A2两个发光子单元，使分子结构具有大的刚性扭曲，HOMO和LUMO能级有效分离，降低了三重态和单重态之间的能级差。而且所述化合物具有双重发射核的性质和双极性特性，可以提升振子强度、提高发光效率，有效地传输电子和空穴，进而提升OLED器件的发光性能。
在一个实施方式中，所述化合物选自如下化合物M1～M134中的任意一种：
Figure BDA0002255922800000112
Figure BDA0002255922800000121
Figure BDA0002255922800000131
Figure BDA0002255922800000141
Figure BDA0002255922800000151
Figure BDA0002255922800000161
Figure BDA0002255922800000171
Figure BDA0002255922800000181
Figure BDA0002255922800000191
本发明的目的之二在于提供一种显示面板，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的至少1层有机薄膜层，所述有机薄膜层包括发光层，以及空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的任意一种或至少两种的组合。
所述发光层包括如上所述的化合物，且所述化合物用作主体材料、掺杂材料或共同掺杂材料中的任意一种。
在一个实施方式中，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述主体材料中包括如上所述的化合物。
本发明所述OLED器件中，阳极材料可以为金属、金属氧化物或导电性聚合物；其中，所述金属包括铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金，所述金属氧化物包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌、氧化铟镓锌(IGZO)等，所述导电性聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等。除以上有助于空穴注入材料及其组合，还包括已知的适合做阳极的材料。
所述OLED器件中，阴极材料可以为金属或多层金属材料；其中，所述金属包括铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金，所述多层金属材料包括LiF/Al、LiO2/Al、BaF2/Al等。除以上有助于电子注入的材料及其组合，还包括已知的适合做阴极的材料。
所述OLED器件中，有机薄膜层包括至少一层发光层(EML)和设置于发光层两侧的空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)中的任意一种或至少两种的组合，其中空穴/电子注入及传输层可以为咔唑类化合物、芳胺类化合物、苯并咪唑类化合物及金属化合物等。
所述OLED器件的示意图如图1所示，包括阳极101和阴极102，设置于所述阳极101和阴极102之间的发光层103，在发光层103的两侧设置有第一有机薄膜层104和第二有机薄膜层105，所述第一有机薄膜层104为空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)或电子阻挡层(EBL)中的任意1种或至少2种的组合，所述第二有机薄膜层105为空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)或电子注入层(EIL)中的任意1种或至少2种的组合。
所述OLED器件可以通过以下方法制备：在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极，在阳极上形成有机薄层，在有机薄层上形成阴极。其中，形成有机薄层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。
本发明的目的之三在于提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的显示面板。
本发明提供的具有如式I所示结构的化合物示例性的通过如下合成路线制备得到：
Figure BDA0002255922800000201
上述步骤(1)、(2)中，n1、n2、n3、n4、X1、X2、D1、D2、L1、L2、L3、L4、A1、A2、R1、R2、m1、m2具有与上述式I中相同的限定范围；W1、W2、Q1、Q2各自独立地为卤素类反应性基团(例如Br等)，P1、P2各自独立地为含硼或含锡的反应性基团。
实施例1
本实施例提供一种化合物，结构如下：
Figure BDA0002255922800000202
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000211
在氮气保护下，将化合物S1(1.5mmol)、S2(3.2mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.05mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.1mmol)加入到100mL的两口烧瓶中，向两口烧瓶内注入30mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入2.5mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N215min除氧)，室温搅拌过夜；反应结束后，加入20mL去离子水，再滴入几滴2M HCl；用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处理。过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到中间产物S3(1.28mmol，产率85％)。
测试S3的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C32H18N4，计算值为458.2，测试值为458.4。
Figure BDA0002255922800000212
将S3(2.5mmol)、溴苯(5.2mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.2mmol)、叔丁醇钠(8.0mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.4mmol)投入250mL三口烧瓶中，边搅拌边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入80mL甲苯；将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时。反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M3(2.04mmol，产率82％)。
测试M3的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C44H26N4，计算值为610.2，测试值为610.5；
元素分析计算值：C 86.53，H 4.29，N 9.17；测试值：C 86.56，H 4.21，N 9.15。
实施例2
本实施例提供一种化合物，结构如下：
Figure BDA0002255922800000213
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000221
在-78℃的条件下，将S1(1.8mmol)溶解于乙醚(100mL)中，向溶液中逐滴滴入n-BuLi(3.9mmol)的正己烷溶液；反应溶液持续搅拌2h，缓慢升温至室温，在室温下搅拌1h。再次将反应溶液冷却至-78℃，在搅拌的条件下，逐滴加入90mL S5(3.8mmol)的甲苯溶液；缓慢升温至室温搅拌过夜。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品分别用甲醇(3×40mL)和戊烷(3×40mL)清洗，再次收集粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到中间体S6(0.97mmol，产率54％)。
测试S6的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C54H36B4N2，计算值为756.3，测试值为756.5；
Figure BDA0002255922800000222
将S6(3.0mmol)、S4(6.2mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.24mmol)、叔丁醇钠(10.0mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.48mmol)投入250mL三口烧瓶中，一边搅拌，一边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入100mL甲苯。将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时。反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M16(2.34mmol，产率78％)。
测试M16的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C66H44B4N2，计算值为908.4，测试值为908.5；
元素分析计算值：C 87.27，H 4.88，B 4.76，N 3.08；测试值：C 87.30，H 4.90，B4.73，N 3.06。
实施例3
本实施例提供一种化合物，结构如下：
Figure BDA0002255922800000223
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000231
在氮气保护下，将化合物S1(2.25mmol)、S7(4.8mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.1mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.2mmol)加入到250mL的两口烧瓶中；向两口烧瓶内注入60mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入4mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N2 15min除氧气)，室温搅拌过夜；反应结束后，加入35mL去离子水，再滴入几滴2M HCl；用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处理。过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到中间体S8(1.87mmol，产率83％)。
测试S8的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C44H28N2O2，计算值为616.2，测试值为616.4。
Figure BDA0002255922800000232
将S8(1.0mmol)、S9(2.1mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.08mmol)、叔丁醇钠(3.5mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.16mmol)投入250mL三口烧瓶中，一边搅拌，一边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入85mL甲苯；将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时；反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M35(0.85mmol，产率85％)。
测试M35的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C68H44N2O2，计算值为920.3，测试值为920.5；
元素分析计算值：C 88.67，H 4.81，N 3.04，O 3.47；测试值：C 88.70，H 4.83，N3.01，O 3.45。
实施例4
本实施例提供一种化合物，结构如下：
Figure BDA0002255922800000233
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000241
在氮气保护下，将化合物S1(1.9mmol)、S10(4.1mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.1mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.2mmol)加入到250mL的两口烧瓶中；向两口烧瓶内注入75mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入4.5mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N215min除氧)，室温搅拌过夜；反应结束后，加入35mL去离子水，再滴入几滴2M HCl；用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处理。过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到中间体S11(1.43mmol，产率75％)。
测试S11的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C42H24N2O8S4，计算值为812.0，测试值为812.2。
Figure BDA0002255922800000242
将S11(1.3mmol)、S12(2.7mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.1mmol)、叔丁醇钠(4.6mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.2mmol)投入250mL三口烧瓶中，一边搅拌，一边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入100mL甲苯。将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时；反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M62(1.07mmol，产率82％)。
测试M62的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C78H46N4O8S4，计算值为1294.2，测试值为1294.5；
元素分析计算值：C 72.32，H 3.58，N 4.32，O 9.88，S 9.90；测试值：C 72.35，H3.60，N 4.30，O 9.86，S 9.89。
实施例5
本实施例提供一种化合物，结构如下：
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000251
在氮气保护下，将化合物S1(2.3mmol)、S13(4.9mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.12mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.24mmol)加入到250mL的两口烧瓶中；向两口烧瓶内注入85mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入6mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N215min除氧)，室温搅拌过夜；反应结束后，加入45mL去离子水，再滴入几滴2M HCl；用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处；过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到中间体S14(1.8mmol，产率78％)。
测试S14的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C54H38N2O2P2，计算值为808.2，测试值为808.3。
Figure BDA0002255922800000252
将S14(1.95mmol)、S15(4.1mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.15mmol)、叔丁醇钠(7mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.3mmol)投入500mL三口烧瓶中，一边搅拌，一边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入150mL甲苯；将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时；反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M73(1.46mmol，产率75％)。
测试M73的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C90H64N4O2P2，计算值为1294.4，测试值为1294.5；
元素分析计算值：C 83.44，H 4.98，N 4.32，O 2.47，P 4.78；测试值：C 83.47，H5.01，N 4.30，O 2.45，P 4.76。
实施例6
本实施例提供一种化合物，结构如下：
其制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002255922800000261
在氮气保护下，将化合物S1(2.5mmol)、S16(5.3mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.15mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.30mmol)加入到250mL的两口烧瓶中；向两口烧瓶内注入90mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入8mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N215min除氧)，室温搅拌过夜。反应结束后，加入60mL去离子水，再滴入几滴2M HCl。用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处理。过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到中间体S17(1.80mmol，产率72％)。
测试S17的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C32H18N4，计算值为458.2，测试值为458.3。
Figure BDA0002255922800000262
将S17(1.46mmol)、S18(3.08mmol)、(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.12mmol)、叔丁醇钠(5.5mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.24mmol)投入500mL三口烧瓶中，一边搅拌，一边迅速反复3次脱气和氮气置换，通过注射器加入120mL甲苯。将该混合物在氮气气流下，加热回流3小时。反应后，在放置冷却至室温的反应溶液中添加水，利用二氯甲烷进行萃取，并利用饱和食盐水进行洗净。利用无水硫酸钠对有机层进行干燥后，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，获得目标产物M84(1.05mmol，产率72％)。
测试M84的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C80H50N8，计算值为1122.4，测试值为1122.4；
元素分析计算值：C 85.54，H 4.49，N 9.98；测试值：C 85.58，H 4.47，N 9.96。
实施例7
本实施例提供一种化合物，结构如下：
Figure BDA0002255922800000263
其制备方法如下：
在氮气保护下，将化合物S19(1.75mmol)、S20(3.7mmol)、[Pd2(dba)3]·CHCl3(0.1mmol)和HP(tBu)3·BF4(0.2mmol)加入到250mL的两口烧瓶中；向两口烧瓶内注入80mL甲苯(提前通N2 15min除氧)，然后再逐滴加入6mL浓度为1M的K2CO3水溶液(提前通N2 15min除氧)，室温搅拌过夜。反应结束后，加入45mL去离子水，再滴入几滴2M HCl。用二氯甲烷萃取，收集有机相，并用无水Na2SO4干燥处理。过滤干燥后的溶液，用旋转蒸发仪除去溶剂，得到粗产物。粗产物通过硅胶色谱柱纯化，最后纯化得到目标产物M93(1.2mmol，产率69％)。
测试M93的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF-MS(m/z)：C34H14F6N2O2，计算值为596.1，测试值为596.3；
元素分析计算值：C 68.46，H 2.37，F 19.11，N 4.70，O 5.36；测试值：C 68.50，H2.39，F 19.09，N 4.68，O 5.34。
应用例1
本应用例提供一种OLED器件，所述OLED器件依次包括：基板、ITO阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层、阴极(银电极)。
OLED器件的制备步骤如下：
(1)将玻璃基板切成50mm×50mm×0.7mm的大小，分别在丙酮、异丙醇和去离子水中超声处理30分钟，然后暴露在臭氧下约10分钟进行清洁；将所得的具有ITO阳极的玻璃基板安装到真空沉积设备上；
(2)在真空度为2×10-6Pa下，在ITO阳极层上真空蒸镀上空穴注入层材料化合物1，厚度为10nm；
(3)在空穴注入层上蒸镀化合物2作为第一空穴传输层，厚度为100nm；
(4)在第一空穴传输层上真空蒸镀化合物3作为第二空穴传输层，厚度为10nm；
(5)在第二空穴传输层上真空蒸镀一层发光层，其中，用化合物4作为发光层的主体材料，本发明提供的化合物M15作为发光层的掺杂材料(发光材料)，掺杂比例为8％，厚度为30nm；
(6)在发光层上真空蒸镀化合物5作为第一电子传输层，厚度为10nm；
(7)在第一电子传输层上真空蒸镀化合物6作为第二电子传输层，厚度为30nm；
(8)在第二电子传输层上真空蒸镀银电极作为阴极，厚度为15nm。
Figure BDA0002255922800000272
Figure BDA0002255922800000281
应用例2
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的M16替换。
应用例3
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的M17替换。
应用例4
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的M58替换。
应用例5
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的M62替换。
应用例6
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的主体材料化合物4替换为本发明提供的M67，客体材料M15替换为红光发光材料Ir(piq)2(acac)。
应用例7
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的主体材料化合物4替换为本发明提供的M93，客体材料M15替换为绿光发光材料Ir(ppy)3。
对比例1
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的对比化合物1替换。
对比例2
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的对比化合物2替换。
对比例3
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的对比化合物3替换。
对比例4
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(5)中的M15用等量的对比化合物4替换。
Figure BDA0002255922800000282
Figure BDA0002255922800000291
性能测试：
(1)化合物的模拟计算：
运用密度泛函理论(DFT)，针对本发明提供的化合物，通过Guassian 09程序包(Guassian Inc.)在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到了分子前线轨道HOMO和LUMO的分布情况，同时基于含时密度泛函理论(TDDFT)模拟计算了化合物分子的单线态能级S1和三线态能级T1，结果如表1所示。
表1
化合物 HOMO(eV) LUMO(eV) E<sub>g</sub>(eV) S<sub>1</sub>(eV) T<sub>1</sub>(eV) △E<sub>ST</sub>(eV)
M15 -5.11 -2.90 2.21 1.88 1.86 0.02
M16 -5.13 -2.61 2.52 2.13 2.03 0.10
M17 -5.07 -2.10 2.97 2.62 2.56 0.06
M58 -5.45 -2.65 2.80 2.49 2.46 0.03
M62 -5.61 -2.75 2.86 2.57 2.53 0.04
M67 -5.69 -2.36 3.33 2.92 2.35 0.57
M93 -6.52 -2.60 3.92 3.56 2.60 0.96
从表1中的数据可得，本发明提供的化合物M15、M16、M17、M58、M62具有较低的△EST(＜0.3eV)，具有明显的热活化延迟荧光的特性，适于用作OLED器件中的发光层中的高效率发光材料。
通过高斯模拟计算本发明提供的化合物的HOMO和LUMO能级，其中，本发明提供的化合物M58的HOMO和LUMO分布示意图分别如图2和图3所示。从图2和图3可以看出，M58的HOMO和LUMO在空间上有较好的分离，有助于降低△EST。
本发明提供的化合物具有双极性的特点，有利于空穴和电子的传输，同时具有适当的三线态能级和单线态能级(例如M67、M93等)，所以本发明所述的化合物也可以用作发光层中的主体材料。
(2)OLED器件的性能评价：
用Keithley 2365A数字纳伏表测试OLED器件在不同电压下的电流，然后用电流除以发光面积得到OLED器件的在不同电压下的电流密度；用Konicaminolta CS-2000分光辐射亮度计测试OLED器件在不同电压下的亮度和辐射能流密度；根据OLED器件在不同电压下的电流密度和亮度，得到在相同电流密度下(10mA/cm2)的工作电压Von和电流效率(cd/A)；通过测量OLED器件的亮度达到初始亮度的95％时的时间而获得寿命T95(在500nit测试条件下)；测试数据如表2所示。
表2
Figure BDA0002255922800000292
Figure BDA0002255922800000301
从表2的数据可得，应用例1～5中基于本发明提供的化合物为发光层客体材料制备的OLED器件取得了良好的器件性能，具有优异的发光效率和长的器件工作寿命，本发明应用例1～5提供的OLED器件其工作电压低于3.9V，电流效率达到15.2～18.8cd/A，寿命T95高于43h，甚至达到92h。
与采用经典蓝色荧光发光材料对比化合物1作为荧光掺杂剂的对比器件相比(对比例1)，本发明提供的化合物M17、M58、M62作为蓝光客体材料的器件的电流效率CE均明显高于对比例1中的器件，这主要得益于本发明所述化合物自身所具有的TADF特性，具有较低的△EST(＜0.3eV)，单线态和三线态之间存在高效的反向系间窜跃的光物理过程，可以利用传统荧光分子(如BCzVBi)跃迁禁阻的三线态激子来发光，从而提高了器件效率，进而在一定程度上提升了器件的工作寿命。
与对比化合物2、对比化合物3、对比化合物4相比，本发明提供的化合物M58发光效率最高。从分子化学结构来看，对比化合物2的两个N原子朝向同一个方向。远离N原子的一侧的受电子基不能与核心单元吲哚并咔唑形成充分的空间电荷转移作用，不能够有效实现双重发射核，降低了发光效率。对比化合物3和对比化合物4与本发明化合物M58的不同之处在于用C原子取代M58中的1个或2个N原子，使整个分子的电子给体的性质降低，降低了电子给体和电子受体之间的电荷转移作用，导致整个分子TADF效果降低，发光效率降低。
综上所述，本发明提供的化合物基于分子结构的设计通过化学键形成D-A电荷转移作用，而且利用电子给体和电子受体的空间距离设计形成空间电荷转移作用，使HOMO和LUMO在分子内可以形成有效分离，降低△EST，使能级差ΔEst＝ES1-ET1≤0.30eV，实现高效的反向系间窜跃的物理过程，使所述化合物具有典型的TADF特性；本发明提供的化合物可以在一个分子中存在两个D-A发光子单元，具有双重发射核的性质，有效提升了振子强度，提高发光效率；同时，所述化合物的双极性特性有利于传输电子和空穴。因此，本发明提供的化合物高度适于作为OLED器件发光层材料，拓宽发光层，提升OLED器件的发光效率和工作寿命。
同时，本发明提供的化合物还具有双极性性质，对空穴和电子均具有良好的传输特性，也可以用作发光层的主体材料，拓宽发光区，提升发光效率和器件的工作寿命，以本发明提供的化合物作为发光层主体材料的OLED器件性能测试结果如表3所示。
表3
OLED器件 主体材料 发光材料 V<sub>on</sub>(V) 电流效率(cd/A) 寿命T95(h)
应用例6 M67 Ir(piq)<sub>2</sub>(acac) 3.64 16.6 128
应用例7 M93 Ir(ppy)<sub>3</sub> 3.65 65 75
从表3的数据可知，采用本发明提供的化合物M67、M93作为磷光主体材料的OLED器件也具有高的电流效率、长的器件寿命和低的工作电压。原因在于，本发明提供的化合物具有双极性性质，对空穴和电子均具有良好的传输特性，可以拓宽OLED器件的发光区，提升发光效率和器件的工作寿命。由此可见，本发明所述的化合物也适宜作为绿光和红光的磷光主体材料。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的化合物和包括该化合物的显示面板及电子设备，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (18)

1.一种化合物，其特征在于，所述化合物具有式I所示结构：
Figure FDA0002255922790000011
其中，n1、n2、n3、n4各自独立地为0或1，且n3+n4≥1；
X1、X2各自独立地选自O、S或N；
当X1为O或S时，n1为0；
当X2为O或S时，n2为0；
D1、D2表示给电子基团，且各自独立地选自C1～C20直链或支链烷基、C1～C20烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基、取代或未取代的C6～C40芳胺基中的任意一种；
L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键、C1～C20直链或支链亚烷基、取代或未取代的C6～C30亚芳基、取代或未取代的C3～C30亚杂芳基中的任意一种；
A1、A2表示受电子基团，且各自独立地选自氰基、氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基、取代或未取代的C6～C30芳基硼基、取代或未取代的C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基、取代或未取代的C6～C30芳基砜基、取代或未取代的C6～C30芳基膦氧基中的任意一种；
R1、R2各自独立地选自卤素、C1～C30直链或支链烷基、C3～C30环烷基、C3～C20杂环烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种；
m1、m2各自独立地选自0～4的整数。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线表示基团的连接位点；
RC1、RC2、RC3各自独立地选自未取代或卤代的C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种；
c1为0～4的整数，c2为1～3的整数，且c1+c2≤5；
c3为0～3的整数，c4为1～3的整数，且c3+c4≤4；
c5为0～2的整数，c6为1～3的整数，且c5+c6≤3。
3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，所述氰基取代的C6～C30芳烃基、氰基取代的C3～C30杂芳基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000022
其中，虚线表示基团的连接位点。
4.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述C6～C30芳基硼基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000031
其中，虚线表示基团的连接位点；
RB1-RB10各自独立地选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
Z1-Z7各自独立地选自O、S、N-RZ1或B-RZ2，RZ1、RZ1各自独立地选自氢、C6～C40芳基、C1～C10直链或支链烷基、C1～C20烷氧基、C3～C20环烷基、C3～C20杂环烷基、C3～C40杂芳基中的任意一种；
b1-b6各自独立地为0～4的整数；
b7、b8各自独立地为0～2的整数；
b9、b10各自独立地为0～3的整数。
5.根据权利要求4所述的化合物，其特征在于，所述C6～C30芳基硼基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000041
其中，虚线表示基团的连接位点。
6.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000042
Figure FDA0002255922790000051
其中，虚线表示基团的连接位点；
RO1-RO26各自独立地选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
M1为O或S；
M2选自O、S或RM1-C-RM2，RM1和RM2各自独立地选自氢、C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
RN1-RN6各自独立地选自氢、C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
o1、o3、o5、o61、o8、o201各自独立地为0～5的整数；
o2、o4、o6、o7、o9、o10、o12、o13、o15、o17、o19、o20、o21、o23各自独立地为0～4的整数；
o71、o11、o14、o16、o18、o191、o22、o24、o26、o27各自独立地为0～3的整数；
o25为0～2的整数。
7.根据权利要求6所述的化合物，其特征在于，所述C6～C40芳基酮基、取代或未取代的C4～C40杂芳基酮基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000071
其中，虚线表示基团的连接位点。
8.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述C6～C30芳基砜基选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000072
其中，虚线表示基团的连接位点；
RS1-RS14各自独立地选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
E1选自O、S或RE1-C-RE2，RE1和RE2各自独立地选自氢、C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
s1、s3、s6、s7、s10、s11、s13、s14各自独立地为0～4的整数；
s2、s4、s8各自独立地为0～3的整数；
s5、s9、s12各自独立地为0～5的整数。
9.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述C6～C30芳基膦氧基选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线表示基团的连接位点；
RP1-RP6各自独立地选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
U1选自O、S、N-RU1、B-RU2或RU3-C-RU4，RU1-RU4各自独立地选自氢、C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
p1、p2、p5、p6各自独立地为0～4的整数；
p3、p4各自独立地选自0～5的整数。
10.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述X1、X2均为N，n1、n2均为1。
11.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述D1、D2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000091
其中，虚线表示基团的连接位点；
RD1-RD16各自独立地选自C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
G1、G2各自独立地选自O、S、N-RG3或RG4-C-RG5；
RG1-RG5各自独立地选自氢、C1～C10直链或支链烷基、C6～C20芳基、C6～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的任意一种；
d1、d2、d3、d5、d6、d15各自独立地为0～5的整数；
d4、d7、d8、d9、d10、d11、d13、d16各自独立地为0～4的整数；
d12、d14各自独立地为0～3的整数。
12.根据权利要求11所述的化合物，其特征在于，所述D1、D2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000092
Figure FDA0002255922790000101
其中，虚线表示基团的连接位点。
13.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述m1、m2均为0。
14.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述L1、L2、L3、L4各自独立地选自单键或C6～C20亚芳基。
15.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自如下化合物M1～M134中的任意一种：
Figure FDA0002255922790000102
Figure FDA0002255922790000111
Figure FDA0002255922790000121
Figure FDA0002255922790000141
Figure FDA0002255922790000151
Figure FDA0002255922790000161
Figure FDA0002255922790000171
Figure FDA0002255922790000181
Figure FDA0002255922790000191
16.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的至少1层有机薄膜层，所述有机薄膜层包括发光层，以及空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的任意一种或至少两种的组合；
所述发光层包括如权利要求1～15任一项所述的化合物，且所述化合物用作主体材料、掺杂材料或共同掺杂材料中的任意一种。
17.根据权利要求16所述的显示面板，其特征在于，所述发光层包括主体材料和掺杂材料，所述主体材料中包括如权利要求1～14任一项所述的化合物。
18.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求16或17所述的显示面板。
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