一种含氮杂环的有机半导体材料及其应用制造技术

本发明专利技术属于电致发光材料技术领域，公开了一种含氮杂环的有机半导体材料及其应用。本发明专利技术所提供的含氮杂环的有机半导体材料，运用吡啶吲哚并咔啉作为主构单元，结合其他具有供电性或受电性的芳杂环，使得电荷注入更加平衡，材料更加稳定；此外，本发明专利技术化合物同时还具备优良的溶解性和易升华加工性。

【技术实现步骤摘要】
一种含氮杂环的有机半导体材料及其应用
本专利技术属于电致发光材料
，特别涉及一种含氮杂环的有机发光材料及其应用。
技术介绍
利用有机材料制备各种功能器件，特别是对于光电响应的功能器件，如常见的有机电致发光器件、有机太阳能电池器件、有机场效应晶体管器件和有机光敏传感器器件，越来越受到人们的重视。有机电致发光器件，是通过在阴极和阳极引入一层或多层有机膜，实现加电发光的一种器件技术，能够实现超薄、柔性以及透明的性能，在平板显示及照明行业的应用逐年提高。为了实现高效高寿命的发光，工业界对有机电致发光器件通过不同的技术进行实现。对于发射光谱的发光层，一种方式是采用主客体掺杂的形式进行效率和寿命的提升。主体材料接收能量并传递给客体，客体材料接收能量后发射相应的光谱。不同的主体和客体材料，可以实现不同颜色的发光。常见的绿色主体材料举例有CBP，常见的绿色客体材料举例有Ir(ppy)3和AlQ3。由于主体材料和客体材料采用了掺杂的形式发光层，客体材料也称为掺杂材料。近年来研究表明，对于同一种发光材料或一种颜色发光器件，主体材料的不同会导致不同的器件发光效率与工作寿命。在有机半导体材料中，9－芳基咔唑已广泛应用于各种OLED材料构造中，但存在耐热性不足的缺点。为满足工业生产不断提升的性能提升要求，获得高效、长寿命的有机OLED显示及照明产品，开发耐热性好、电荷注入平衡的有机半导体材料十分迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐热性好、电荷注入平衡的有机半导体材料。为了解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种含氮杂环的有机半导体材料，其结构如通式(I)所示：其中，环A表示至少含有一个氮原子的五元环或六元环；L1、L2、L3各自独立地表示亚乙烯基、亚乙炔基、C5－C60亚芳基、C5－C60亚杂芳基或者不存在；Ar1、Ar2、Ar3各自独立地表示取代或未取代的C5－C60芳基或C5－C60杂芳基。优选地，本专利技术的实施方式所提供的含氮杂环的有机半导体材料，其结构选自通式(II)、(III)或(IV)：其中，Ar1、Ar2、Ar3各自独立地选自取代或未取代的如下基团：苯基、萘基、蒽基、、芴基、咔唑基、苯并咔唑基、吲哚并咔唑基，嘧啶基、吡啶基、吡啶基、吡嗪基、三嗪基、咔唑并茚基、咔琳基、芳胺基。进一步优选地，本专利技术的实施方式所提供的含氮杂环的有机半导体材料，具有选自如下之一的结构：更进一步优选地，本专利技术的实施方式所提供的含氮杂环的有机半导体材料，具有选自如下之一的结构：此外，本专利技术的实施方式也提供了上述含氮杂环的有机半导体材料在OLED器件中的应用。本专利技术的实施方式还提供了一种OLED器件，所述器件包含上述含氮杂环的有机半导体材料。优选地，在本专利技术的实施方式所提供OLED器件中，上述含氮杂环的有机半导体材料为器件中的空穴传输材料或电子传输材料。相对于现有技术而言，本专利技术所提供的含氮杂环的有机半导体材料，运用吡啶吲哚并咔啉作为主构单元，结合其他具有供电性或受电性的芳杂环，使得电荷注入更加平衡，材料更加稳定；此外，本专利技术化合物同时还具备优良的溶解性和易升华加工性。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。在披露和描述本专利技术的化合物，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。也应该理解本专利技术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。虽然与本专利技术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。化合物在本专利技术的一些具体实施例中，所公开的含氮杂环的有机半导体材料，其结构如通式(I)所示：其中，环A表示至少含有一个氮原子的五元环或六元环；L1、L2、L3各自独立地表示亚乙烯基、亚乙炔基、C5－C60亚芳基、C5－C60亚杂芳基或者不存在；Ar1、Ar2、Ar3各自独立地表示取代或未取代的C5－C60芳基或C5－C60杂芳基。在本专利技术的一些具体实施例中，所公开的含氮杂环的有机半导体材料，其结构选自通式(II)、(III)或(IV)：其中，Ar1、Ar2、Ar3各自独立地选自取代或未取代的如下基团：苯基、萘基、蒽基、芴基、咔唑基、苯并咔唑基、吲哚并咔唑基，嘧啶基、吡啶基、吡啶基、吡嗪基、三嗪基、咔唑并茚基、咔琳基、芳胺基。在本专利技术的一些具体实施例中，所公开的含氮杂环的有机半导体材料，具有选自如下之一的结构：在本专利技术的一些具体实施例中，所公开的含氮杂环的有机半导体材料，具有选自如下之一的结构：在本专利技术的一些具体实施例中也提供了上述含氮杂环的有机半导体材料在OLED器件中的应用。本专利技术的一些具体实施例中提供了一种OLED器件，所述器件包含上述含氮杂环的有机半导体材料。在本专利技术的一些具体实施例所提供OLED器件中，上述含氮杂环的有机半导体材料为器件中的空穴传输材料或电子传输材料。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专利技术描述的化合物、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专利技术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专利技术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。通用合成路线本专利技术专利中所披露化合物可以由多种路线合成。具体的，可以参考如文献合成期刊(Synthesis,48(5),737-750；2016)，材料化学(J.Mater.Chem.C,2(11),2069-2081；2014),欧洲化学(Chemistry-AEuropeanJournal,15(22),5482-5490；2009)，应用材料与界面(ACSAppliedMaterials&Interfaces,9(43),37864-37872；2017)，以及专利CN106977520A、专利KR20150109538、专利EP3010052。虽然公开报道的化学结构与本专利技术相比，均为吲哚并咔唑结构，然而根据有机合成的公知常识，合成方法是可以借鉴的。制备实施例以下实施例中的反应原料来自商购常规原料或参考“通用合成路线”中所列文献之方法进行合成。实施例1：化合物7a的合成：根据如下化学合成路线制备化合物7a，获得白色粉末材料，取0.1克化合物7a完全溶解于80ml的二氯甲烷中，测得荧光光谱的PL为415nm，分子结构经过质谱验证如表3。(1)化合物5的合成：取化合物4(12.1g,50mmol)完全溶解于100ml的DMF中，分批加入NBS(8.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氮杂环的有机半导体材料，其结构如通式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种含氮杂环的有机半导体材料，其结构如通式(I)所示：其中，环A表示至少含有一个氮原子的五元环或六元环；L1、L2、L3各自独立地表示亚乙烯基、亚乙炔基、C5－C60亚芳基、C5－C60亚杂芳基或者不存在；Ar1、Ar2、Ar3各自独立地表示取代或未取代的C5－C60芳基或C5－C60杂芳基。2.根据权利要求1所述的含氮杂环的有机半导体材料，其特征在于，其结构选自通式(II)、(III)或(IV)：其中，Ar1、Ar2、Ar3各自独立地选自取代或未取代的如下基团：苯基、萘基、蒽基、芴基、咔唑基、苯并咔唑基、吲哚并咔唑基，嘧啶基、吡啶基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝望龙，郑佑轩，王毅，潘毅，吕宝源，虞磊，左景林，黄达，曹辰辉，陈少海，
申请(专利权)人：马鞍山南大高新技术研究院有限公司，瑞声光电科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34