一种稠杂环芳烃衍生物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种新型有机材料，尤其涉及一种用于有机电致发光器件的化合物和该化合物在有机电致发光显示技术领域中的应用。本发明专利技术所述稠杂环芳烃衍生物，具有式(P)所示的结构。本发明专利技术所述的稠杂环芳烃衍生物材料，用作空穴注入层材料、空穴传输层材料或发光主体材料制备有机电致发光器件，降低了器件的启亮电压，提高了器件的发光效率，增加了器件的使用寿命，是性能良好的空穴注入材料、空穴传输材料和发光主体材料的选择。

【技术实现步骤摘要】
一种稠杂环芳烃衍生物及其应用
本专利技术涉及一种新型有机材料，尤其涉及一种用于有机电致发光器件的化合物和该化合物在有机电致发光显示
中的应用。
技术介绍
电致发光现象最早在20世纪三十年代被发现，最初的发光材料为ZnS粉末，由此发展出了LED技术，现在广泛的应用在了节能光源上。而有机电致发光现象是1963年Pope等人最早发现的，他们发现蒽的单层晶体在100V以上电压的驱动下，可以发出微弱的蓝光。直到1987年柯达公司的邓青云博士等人将有机荧光染料以真空蒸镀方式制成双层器件，在驱动电压小于10V的电压下，外量子效率达到了1％，使得有机电致发光材料及器件具有了实用性的可能，从此大大推动了OLED材料及器件的研究。相对于无机发光材料，有机电致发光材料具有以下优点：1.有机材料加工性能好，可通过蒸镀或者旋涂的的方法，在任何基板上成膜；2.有机分子结构的多样性可以使得可以通过分子结构设计及修饰的方法，调节有机材料的热稳定性、机械性质、发光及导电性能，使得材料有很大的改进空间。有机电致发光的产生靠的是在有机半导体材料中传输的载流子(电子和空穴)的重组，众所周知，有机材料的导电性很差，与无机半导体不同的是，有机半导体中没有延续的能带，载流子的传输常用跳跃理论来描述，即在一电场的驱动下，电子在被激发或注入至分子的LUMO能级中，经由跳跃至另一个分子的LUMO能级来达到电荷传输的目的。为了能使有机电致发光器件在应用方面达到突破，必须克服有机材料电荷注入及传输能力差的困难。科学家们通过器件结构的调整，例如增加器件有机材料层的数目，并且使不同的有机层扮演不同的角色，例如有的功能材料帮助电子从阴极以及空穴从阳极注入，有的材料帮助电荷的传输，有的材料则起到阻挡电子及空穴传输的作用，当然在有机电致发光里最重要的各种颜色的发光材料也要达到与相邻功能材料相匹配的目的，一个效率好寿命长的有机电致发光器件通常是器件结构以及各种有机材料的优化搭配的结果，这就为化学家们设计开发各种结构的功能化材料提供了极大的机遇和挑战。常见的功能化有机材料有：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体(染料)等。空穴注入材料(HIM)要求其HOMO能级介于阳极与空穴传输层之间，有利于增加界面之间的空穴注入。空穴传输材料(HTM)，要求具有高的热稳定性(高的Tg)，与阳极或者空穴注入材料有较小的势垒，较高的空穴传输能力，能真空蒸镀形成无针孔薄膜。发光层主体材料(host)则需要具备以下特点：可逆的电化学氧化还原电位，与相邻的空穴及电子传输层相匹配的HOMO及LUMO能阶，良好且相匹配的空穴及电子传输能力，良好的高的热稳定性及成膜性，以及合适的单线态或者三线态能隙用来控制激子在发光层，还有与相应的荧光染料或者磷光染料间良好的能量转移。在有机电发光器件中一直使用的空穴注入和传输材料一般是一芳胺类衍生物，其一般的结构特点是，作为注入材料时，在一个分子中其一芳胺结构单元至少在一个以上，且二个N之间用一个苯环隔开(化合物a)；而作为传输材料时，在一个分子中其一芳胺结构单元一般是二个，且二个N之间用联苯隔开，在这类材料中，典型的例子是NPB(化合物b)。近年来，这类材料的研究有了一些新的进展，在分子中引入一个或多个噻吩基，或者引进一个或多个苯并噻吩基(见化合物c、d)，结果其大大增加了材料的空穴注入能力；作为传输材料，当将材料中的一个一芳胺结构单元用咔唑或二苯并呋喃取代时，材料的传输能力都有较大幅度提高(见化合物e、f)。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种新型的稠杂环芳烃衍生物。本专利技术解决的第二个技术问题在于提供了上述衍生物用于有机电致发光显示领域的应用，具体而言所述衍生物在有机电致发光显示器中，用作空穴注入材料或用作空穴传输材料，也可在荧光器件中用作发光主体材料或发光材料。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种稠杂环芳烃衍生物，具有式(P)所示的结构：其中：X为S或O；Ar1和Ar2彼此独立选自H，C6-C30的取代或非取代的芳烃基团，C6-C30的取代或非取代的稠环芳烃基团，C5-C30的取代或非取代的稠杂环基团，五元、六元的杂环或取代杂环，二芳基氨基，三芳胺基基团，N，N-二烷基氨基芳基基团，N-二烷基-N-芳基氨基芳基基团，芳醚团基基团，芳氧基、芳硫基，C1-C12的取代或非取代的脂肪族烷基；R1-R8彼此独立的选自H，C1-C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的一种，C6-C20的取代或非取代的芳烃基团，C6-C20的取代或非取代的稠环芳烃基团，C5-C20的取代或非取代的稠杂环基团，五元、六元的杂环或取代杂环，二芳基氨基，三芳胺基基团，芳醚团基基团，芳氧基，芳硫基。进一步的，所述Ar1和Ar2彼此独立的选自如下基团：其中，Ar4、Ar5分别选自H，或者取代或未取代的芳基或烷基；L为取代或未取代的单键、亚芳基或亚杂环芳基。优选的，所述R1-R8全部为H。更优的，所述Ar1和Ar2均不为H。最优的，所述化合物选自以下结构式：本专利技术还公开了所述的稠杂环芳烃衍生物用于制备有机电致发光器件的应用。所述稠杂环芳烃衍生物用作空穴注入层材料、空穴传输层材料或发光主体材料。本专利技术还公开了一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光功能层和阴极层；所述有机发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子传输层；所述空穴注入层和/或所述空穴传输层包括权所述的稠杂环芳烃衍生物材料。本专利技术还公开了一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光功能层和阴极层；所述的有机发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光层以及电子传输层；所述有机发光层的主体材料包括所述的稠杂环芳烃衍生物。本专利技术所述的稠杂环芳烃衍生物材料，用作空穴注入层材料、空穴传输层材料或发光主体材料制备有机电致发光器件，降低了器件的启亮电压，提高了器件的发光效率，增加了器件的使用寿命，是性能良好的空穴注入材料、空穴传输材料和发光主体材料的选择。尤其是，当稠杂环芳烃母体结构上只连接稠环芳烃，而不是连接三芳胺或稠杂环芳烃，例如咔唑基团，二苯并噻吩基团，二苯并呋喃基团等，这样的材料适合作为发光主体材料，使器件发光效率有较大提高，器件寿命较长；而在苯并稠杂环芳烃母体结构上连接有三芳胺或稠杂环芳烃，例如咔唑基团，二苯并噻吩基团，二苯并呋喃基团等，这样的材料适合作为空穴传输材料。本专利技术所述稠杂环芳烃衍生物，精选X为O或S，即以苯并[b]萘并[2,1-d]噻吩(X是S时)和萘并[1,2-b]苯并呋喃(X是O时)为母体结构，相比于现有技术中以11-苯基-11H-苯并[a]咔唑(X是N时)为母体的结构而言，其分子轨道(用Gaussian03计算，条件B3LYP/6-31G(d))差异较大，具体见下表：通过上表数据可知，以苯并[b]萘并[2,1-d]噻吩和萘并[1,2-b]苯并呋喃为母体结构的化合物，其HOMO(最高占有分子轨道)更低一些(因为在空穴材料中，只应用到HOMO，故此处只比较HOMO)，并且当键连取代基后的趋势也是这样。除却计算与实测的系统误差，当键连富电子取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稠杂环芳烃衍生物，其特征在于，具有式(P)所示的结构：其中：X为S或O；Ar1和Ar2彼此独立选自H，C6‑C30的取代或非取代的芳烃基团，C6‑C30的取代或非取代的稠环芳烃基团，C5‑C30的取代或非取代的稠杂环基团，五元、六元的杂环或取代杂环，二芳基氨基，三芳胺基基团，N，N‑二烷基氨基芳基基团，N‑二烷基‑N‑芳基氨基芳基基团，芳醚团基基团，芳氧基、芳硫基，C1‑C12的取代或非取代的脂肪族烷基；R1‑R8彼此独立的选自H，C1‑C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的一种，C6‑C20的取代或非取代的芳烃基团，C6‑C20的取代或非取代的稠环芳烃基团，C5‑C20的取代或非取代的稠杂环基团，五元、六元的杂环或取代杂环，二芳基氨基，三芳胺基基团，芳醚团基基团，芳氧基，芳硫基。R1‑R8也可以同时为H。

【技术特征摘要】
1.一种稠杂环芳烃衍生物，其特征在于，具有式(P1)至式(P38)所示结构式：2.权利要求1所述的稠杂环芳烃衍生物用于制备有机电致发光器件的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述稠杂环芳烃衍生物用作空穴注入层材料、空穴传输层材料或发光主体材料。4.一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光功能层和阴极层；所述有机发光功能层包括空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银奎，李艳蕊，范洪涛，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，固安鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11