一种基于氮杂均苯结构的化合物及其在OLED上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于氮杂均苯结构的化合物，该类化合物具有高Tg，良好稳定性，较高的三线态能级，整个分子具有良好的空穴传输能力，高三线态能级，宽能隙，及良好的热稳定性。本发明专利技术化合物作为空穴传输/电子阻挡材料或发光层材料应用于OLED发光器件制作，可以获得良好的器件表现，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。

Compound based on nitrogen and benzene and its application in OLED

The invention discloses a nitrogen heterocyclic compounds of benzene were based on the structure, the compound has good stability, high Tg, three line state level high, the whole molecule has good hole transporting ability, triplet energy level, wide bandgap, and good thermal stability. The present invention compounds as hole transporting / electronic barrier material or light emitting materials in the application layer of OLED light-emitting devices, devices can be achieved good performance, the current efficiency of the device, power efficiency and external quantum efficiency have been greatly improved; at the same time, for the life of the device is very obvious.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机光电材料
，尤其是涉及一种以氮杂均苯类化合物为核心骨架的化合物及其在OLED上的应用。
技术介绍
与液晶显示(LCD)相比，有机电致发光器件(OLED)具有驱动电压低；发光亮度和发光效率高；发光视角宽，响应速度快；另外还有超薄，可制作在柔性面板上等优点。对于OLED发光器件提高性能的研究包括：降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但需要从OLED器件结构和制作工艺的创新，更需要OLED光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能OLED的功能材料。应用于OLED器件的OLED光电功能材料从用途上可划分为两大类，即电荷注入传输材料和发光材料，进一步，还可将电荷注入传输材料分为电子注入传输材料、电子阻挡材料、空穴注入传输材料和空穴阻挡材料，还可以将发光材料分为主体发光材料和掺杂材料。为了制作高性能的OLED发光器件，要求各种有机功能材料具备良好的光电特性，譬如，作为电荷传输材料，要求具有良好的载流子迁移率，高玻璃化转化温度等，作为发光层的主体材料要求材料具有良好双极性，适当的HOMO/LUMO能级等。构成OLED器件的OLED光电功能材料膜层至少包括两层以上结构，产业上应用的OLED器件结构，则包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等多种膜层，也就是说应用于OLED器件的光电功能材料至少包含空穴注入材料，空穴传输材料，发光材料，电子注入材料等，材料类型和搭配形式具有丰富性和多样性的特点。另外，对于不同结构的OLED器件搭配而言，所使用的光电功能材料具有较强的选择性，相同的材料在不同结构器件中的性能表现，也可能完全迥异。因此，针对当前OLED器件的产业应用要求，以及OLED器件的不同功能膜层，器件的光电特性需求，必须选择更适合，具有高性能的OLED功能材料或材料组合，才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种基于氮杂均苯结构的化合物及其在OLED上的应用。本专利技术所述化合物具有较高的三线态能级，较高的玻璃化转移温度，良好的成膜稳定性和较宽的能隙。所设计化合物作为空穴传输材料/电子阻挡材料或发光层材料用于有机发光器件中能明显降低电压，提高器件效率。本专利技术的技术方案如下：一种基于氮杂均苯结构的化合物，所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，Ar表示为苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、吡啶基、联苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、三嗪基、嘧啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9,9-二甲基芴基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并噻吩基、吖啶基、吲哚并咔唑基中的任一种；Ar还可以为CnH2n，n取0、1或2；通式(1)中，采用通式(2)或通式(3)表示：X1为氧原子、硫原子、硒原子、亚乙烯基、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；R1、R2分别独立的选取氢或通式(4)所示结构；且R1、R2不同时为氢；a为X2、X3分别表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；a与CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL4-CL5键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键、CL‘3-CL’4键或CL‘4-CL’5键连接。当a表示且与CL4-CL5键或CL‘4-CL’5键连接时，X1和X2的位置重叠，只取X1或者X2；X3为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种。所述的化合物中，表示为：中的任一种。所述基于氮杂均苯结构的化合物的具体结构式为：一种含有所述光电材料的发光器件，所述光电材料作为空穴传输层或电子阻挡层材料，用于制备OLED器件。一种含有所述光电材料的发光器件，所述光电材料作为发光层材料，用于制备OLED器件。一种制备所述的化合物的方法，反应方程式是：按摩尔比为1:3.0～4.0称取原料与用甲苯溶剂溶解；再加入Pd2(dba)3、叔丁醇钠；其中Pd2(dba)3与的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与的摩尔比为4.0～5.0:1；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度105～110℃下反应10～24小时，冷却、过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术化合物以均苯为核心，均苯类化合物具有高Tg，良好稳定性，较高的三线态能级。所设计化合物基团分布在苯的1,3,5位置，所设计分子结构具有良好的空穴传输能力，高三线态能级，宽能隙，及良好的热稳定性。本专利技术所述化合物作为空穴传输或电子阻挡材料应用于OLED发光器件制作，可以获得良好的器件表现，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。本专利技术所述化合物作为发光层材料应用于OLED发光器件制作，可以获得良好的器件表现，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。本专利技术所述化合物在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。附图说明图1为应用本专利技术化合物的器件结构示意图；其中，1为透明基板层，2为透明阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为电子阻挡层，6为发光层，7为电子传输层，8为电子注入层，9为阴极反射电极层。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1：化合物1的合成原料1,3,5-三溴苯(3.1g,10.0mmol)，原料13,13-二甲基-6,13-二氢-11-氧杂-6-氮杂-吲哚[1,2-b]蒽(12g,40mmol)加入反应瓶中，叔丁醇钠(5.0g,50mmol)，Pd2(dba)3(0.1g,0.1mmol)，甲苯50ml依次加入反应瓶中，氮气保护下回流反应10小时，冷却至室温，加入100ml水，分液，水层用乙酸乙酯提取，合并有机层，分别用饱和食盐水和水洗，有机层用硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，过硅胶柱，得到6.8g产物，HPLC纯度99.5％。使用DEI-MS来识别该化合物，分子式C69H51N3O3，检测值[M+1]+＝969.61，计算值969.39。实施例2：化合物4的合成原料1,3,5-三(3-溴苯基)苯(5.4g,10.0mmol)，原料12,12-二甲基-7,12-二氢-13-氧杂-7-氮杂-吲哚[2,1-a]蒽(12g,40mmol)加入反应瓶中，叔丁醇钠(5.0g,50mmol)，Pd2(dba)3(0.1g,0.1mmol)，甲苯50ml依次加入反应瓶中，氮气保护下回流反应10小时，冷却至室温，加入100ml水，分液，水层用乙酸乙酯提取，合并有机层，分别用饱和食盐水和水洗，有机层用硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，过硅胶柱，得到6.9g产物，HPLC纯度99.3％。使用DEI-MS来识别该化合物，分子式C87H63N3O3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于氮杂均苯结构的化合物，其特征在于所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，Ar表示为苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、吡啶基、联苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、三嗪基、嘧啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9,9‑二甲基芴基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并噻吩基、吖啶基、吲哚并咔唑基中的任一种；Ar还可以为CnH2n，n取0、1或2；通式(1)中，采用通式(2)或通式(3)表示：X1为氧原子、硫原子、硒原子、亚乙烯基、C1‑10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；R1、R2分别独立的选取氢或通式(4)所示结构；且R1、R2不同时为氢；a为X2、X3分别表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1‑10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；a与CL1‑CL2键、CL2‑CL3键、CL3‑CL4键、CL4‑CL5键、CL‘1‑CL’2键、CL‘2‑CL’3键、CL‘3‑CL’4键或CL‘4‑CL’5键连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于氮杂均苯结构的化合物，其特征在于所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，Ar表示为苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、吡啶基、联苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、三嗪基、嘧啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9,9-二甲基芴基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并噻吩基、吖啶基、吲哚并咔唑基中的任一种；Ar还可以为CnH2n，n取0、1或2；通式(1)中，采用通式(2)或通式(3)表示：X1为氧原子、硫原子、硒原子、亚乙烯基、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；R1、R2分别独立的选取氢或通式(4)所示结构；且R1、R2不同时为氢；a为X2、X3分别表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；a与CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL4-CL5键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键、CL‘3-CL’4键或CL‘4-CL’5键连接。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于当a表示且与CL4-CL5键或CL‘4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李崇，于凯朝，张兆超，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37