氮杂咔唑类OLED材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种氮杂咔唑类OLED材料及其制备方法与应用。该氮杂咔唑类OLED材料的结构通式如式I所示。该OLED材料不仅可以提高载流子传输效率，还可以提高器件的发光效率。化合物分子中R1、R2取代基的引入，降低了该OLED材料分子的HOMO值，提高了分子的稳定性和材料的玻璃化温度，更利于空穴的注入，是一种性能优异的OLED材料。该材料的合成路线简单易操作，反应收率较高，可以降低OLED材料的制备成本，具有很好的工业化前景。

【技术实现步骤摘要】
氮杂咔唑类OLED材料及其制备方法与应用
本专利技术属于有机电致发光显示
，涉及一种氮杂咔唑类OLED材料及其制备方法与应用。
技术介绍
有机电致发光(简称OLED)及相关的研究早在1963年pope等人首先发现了有机化合物单晶蒽的电致发光现象。1987年美国的柯达公司用蒸镀有机小分子的方法制成了一种非晶膜型器件，将驱动电压降到了20V以内。这类器件由于具有超轻薄、全固化、自发光、亮度高、视角宽、响应速度快、驱动电压低、功耗小、色彩鲜艳、对比度高、工艺过程简单、温度特性好、可实现柔软显示等优点，可广泛应用于平板显示器和面光源，因此得到了广泛地研究、开发和使用。有机电致发光主要分为荧光和磷光，但根据自旋量子统计理论，单重态激子和三重态激子的概率为1:3，即来白单重态激子辐射跃迁的荧光的理论极限为25，三重态激子辐射跃迁的荧光的理论极限为75。如何利用75％的三线态激子的能量成为当务之急。1997年Forrest等发现磷光电致发光现象突破了有机电致发光材料量子效率25％效率的限制,引起人们对金属配合物磷光材料的广泛关注。从此，人们对磷光材料进行大量的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氮杂咔唑类OLED材料及其制备方法与应用。本专利技术提供的氮杂咔唑类OLED材料，其结构通式如式I所示，所述式I中，R1和R2选自如下基团a或b：a、选自C2-C60的芳香基、C2-C60的芳香乙烯基、C2-C60的稠环芳香基、C2-C60的稠环芳香乙烯基、C2-C60的芳胺基、C2-C60的含氮原子的稠环基、C6-C60的含硫或氧原子的稠环基、C6-C60的含磷或硅或硼原子的稠环基和C2-C60的含氮原子的杂环基中的任意一种；b、含有取代基的基团a；所述基团b中，取代基选自氢、氘、C1-C20的脂肪烃基、卤素和氰基中的至少一种；n为1、2、3、4或5。具体的，所述式I中，R1和R2均选自如下基团中的任意一种：上述基团中，所述A、B和C分别独立的为碳原子或氮原子，但A、B和C不能同时为氮原子；表示取代基的位置；R3、R4和R5选自氢、C1-C18的脂肪烃基、C2-C60的芳香基、C2-C60的芳香乙烯基、C2-C60的稠环芳香基、C2-C60的稠环芳香乙烯基、C2-C60的芳胺基、C2-C60的含氮原子的稠环基和C2-C60的含氮原子的杂环基中的任意一种；R6选自C1-C18的脂肪烃、C2-C60的芳香基和C2-C60的稠环芳香基中的任意一种。具体的，所述式I所示化合物为如下化合物中的任意一种：本专利技术提供的制备式I所示化合物的方法，包括如下步骤：1)将R2-CHO和色胺于溶剂中混匀，滴加入三氟乙酸进行缩合加成反应，反应完毕得到2)将步骤1)所得与钯/炭于溶剂中混匀进行脱氢氧化反应后，得到3)将步骤2)所得与催化剂、磷配体和碱混匀进行偶联反应，得到所述式I所示化合物；所述步骤1)-3)中，各反应物结构通式中的R1、R2和n的定义均与前述式I中的定义相同。上述方法的步骤1)中，所述R2-CHO、色胺和三氟乙酸的投料摩尔用量为1.0：1.0-1.5：1.0-1.5，具体为1.0：1.0：1.0；所述缩合加成反应步骤中，温度为0-40℃，时间为8-16小时，具体为12小时；所述步骤2)中，与钯/炭的质量比为1.0：0.01-1.0，具体为1.0：0.02；所述脱氢氧化反应步骤中，温度为120-140℃，时间为12-48小时，具体为24小时；所述步骤3)中，催化剂为醋酸钯或Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2、Pd2(dba)3或Pd(dba)2；配体为三叔丁基膦、三苯基磷、2-二环己基膦-2′,6′-二甲氧基联苯或三环己基磷；碱为碳酸钾、碳酸钠、乙酸钾、叔丁醇钠、碳酸铯、叔丁醇钾或乙酸钠；所述与催化剂、磷配体和碱的投料摩尔用量比为2.0-2.5：1.0：0.005-0.02：0.01-0.05：2.0-3.0，具体为2.2：1.0：0.01：0.04：2.5、2.25：1.0：0.01：0.04：2.5、2.2-2.25：1.0：0.01：0.04：2.5、3.1：1.0：0.01：0.04：2.5、2.25-3.1：1.0：0.01：0.04：2.5或2.2-3.1：1.0：0.01：0.04：2.5；所述偶联反应步骤中，时间为12-56小时，具体为24小时；所述步骤1)-3)均在惰性气氛中进行；所述惰性气氛具体为氮气或氩气气氛；所述步骤1)-3)中，所述溶剂均选自二氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和二甲苯中的至少一种。此外，上述本专利技术提供的式I所示化合物在制备电致发光器件中的应用及含有式I所示化合物的电致发光器件，也属于本专利技术的保护范围。其中，所述电致发光器件中，式I所示化合物为构成有机发光层的材料；所述电致发光器件具体为如下结构的器件：所述电致发光器件由下至上依次由透明基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层组成；其中，构成所述透明基片的材料为玻璃或柔性基片；构成所述阳极层的材料为无机材料或有机导电聚合物；其中，所述无机材料为氧化铟锡、氧化锌、氧化锡锌、金、银或铜；所述有机导电聚合物选自聚噻吩、聚乙烯基苯磺酸钠和聚苯胺中的至少一种；构成所述空穴注入层的材料为BNP；构成所述空穴传输层的材料为TAPC；所述BNP和TAPC的结构式如下：构成所述有机发光层的材料为由前述本专利技术提供的式I所示化合物和磷光材料组成的混合物；所述式I所示化合物和磷光材料的质量比为1：0.001-0.2，具体可为1：0.08；所述磷光材料为FIrCzpic、Ir(2FLS)(acac)或Ir(dhpiq)(acac)；其中，FIrCzpic的结构式如下：Ir(2FLS)(acac)的结构式如下：Ir(dhpiq)(acac)的结构式如下：构成所述电子传输层的材料为Alq3、Gaq3或TPBI；其中，Alq3、TPBI和Gaq3的结构式依次如下：构成所述阴极层的材料选自下述元素中的任意一种或任意两种组成的合金或下述元素的氟化物：锂、镁、银、钙、锶、铝、铟、铜、金和银。所述空穴注入层的厚度为5-15nm，具体为10nm；所述空穴传输层的厚度为5-15nm，具体为10nm；所述有机发光层的厚度为10-100nm，具体可为80nm；所述电子传输层的厚度为40nm-60nm，具体可为50nm；所述阴极层的厚度为90nm-110nm，具体可为100nm。本专利技术提供了一种包含咔唑结构单元的OLED材料。该OLED材料不仅可以提高载流子传输效率，还可以提高器件的发光效率。化合物分子中R1、R2取代基的引入，降低了该OLED材料分子的HOMO值，提高了分子的稳定性和材料的玻璃化温度，更利于空穴的注入，是一种性能优异的OLED材料。该材料的合成路线简单易操作，反应收率较高，可以降低OLED材料的制备成本，具有很好的工业化前景。该OLED材料可使用于有机电致发光二极管中的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层中的任意一层，或者作为发光层的掺杂物或主体材料使用在有机电致发光器件中。使用此OLED材料制备的有机电致发光二极管，可实现高亮度、高效率、低电压的效果，能够有效避免屏幕暗点，性本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I所示化合物，所述式I中，R1和R2选自如下基团a或b：a、选自C2‑C60的芳香基、C2‑C60的芳香乙烯基、C2‑C60的稠环芳香基、C2‑C60的稠环芳香乙烯基、C2‑C60的芳胺基、C2‑C60的含氮原子的稠环基、C6‑C60的含硫或氧原子的稠环基、C6‑C60的含磷或硅或硼原子的稠环基和C2‑C60的含氮原子的杂环基中的任意一种；b、含有取代基的基团a；所述基团b中，取代基选自氢、氘、C1‑C20的脂肪烃基、卤素和氰基中的至少一种；n为1、2、3、4或5。

【技术特征摘要】
1.如下化合物中的任意一种：2.权利要求1所述化合物在制备电致发光器件中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述电致发光器件中，权利要求1所述化合物为构成有机发光层的材料。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述电致发光器件由下至上依次由透明基片、阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层组成；其中，构成所述透明基片的材料为玻璃或柔性基片；构成所述阳极层的材料为无机材料或有机导电聚合物；其中，所述无机材料为氧化铟锡、氧化锌、氧化锡锌、金、银或铜；所述有机导电聚合物选自聚噻吩、聚乙烯基苯磺酸钠和聚苯胺中的至少一种；构成所述空穴注入层的材料为BNP；构成所述空穴传输层的材料为TAPC；所述BNP和TAPC的结构式如下：构成所述有机发光层的材料为由权利要求1所述化合物和磷光材料组成的混合物；所述权利要求1所述化合物和磷光材料的质量比为1：0.001-0.2；所述磷光材料为FIrCzpic、Ir(2FLS)(acac)或Ir(dhpiq)(acac)；其中，FIrCzpic的结构式如下：Ir(2FLS)(acac)的结构式如下：Ir(dhpiq)(acac)的结构式如下：构成所述电子传输层的材料为Alq3、Gaq3或TPBI；其中，Alq3、TPBI和Gaq3的结构式依次如下：构成所述阴极层的材料选自下述元素中的任意一种或任意两种组成的合金或下述元素的氟化物：锂、镁、银、钙、锶、铝、铟、铜、金和银。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述空穴注入层的厚度为5nm-15nm；所述空穴传输层的厚度为5nm-15nm；所述有机发光层的厚度为10nm-100nm；所述电子传输层的厚度为40nm-60nm；所述阴极层的厚度为90...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建华，华瑞茂，王士波，贾磊磊，黄红亮，
申请(专利权)人：石家庄诚志永华显示材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13