一种含有苯并咪唑的化合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种苯并咪唑类化合物及其在有机电致发光器件上的应用，该化合物以苯并咪唑并环为核心，具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点。本发明专利技术化合物作为OLED发光器件的发光层主体材料使用时，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种含有苯并咪唑的化合物，以及其作为发光层主体材料在有机发光二极管上的应用。
技术介绍
有机电致发光(OLED:OrganicLightEmissionDiodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。OLED发光器件犹如三明治的结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。为了得到综合性能优异的有机电致发光器件，需要设计合适的主客体材料和优化器件结构，发光层主体材料通常包含空穴和/或电子传输单元，具有合适的载流子传输性能，并且要求其三重态能级高于发光体，这样才能保证三重态激子局限在发光层。此外，为了实现载流子高效注入以降低启动电压，主体材料还应该具有相对于邻近有机层的合适的能级。近年来，双极性主体材料因具有平衡的空穴和电子载流子流，在电致发光器件领域引起了人们的注意，而且正在逐步走向工业化生产。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含有苯并咪唑的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本专利技术化合物以苯并咪唑并环为核心，作为发光层主体材料应用于有机发光二极管，本专利技术制作的器件具有良好的光电性能，能够满足面板制造企业的要求。本专利技术的技术方案如下：本申请人提供了一种以苯并咪唑并环为核心的化合物，该化合物结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示或者-R；其中，Ar表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、或萘基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构：其中，Ar4表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基或苯并菲基；X1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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；R1、R2、R3分别独立的选取氢、碳原子为1-10的烷基、苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、通式(4)、通式(5)、通式(6)或通式(7)所示结构；其中，Ar5、Ar6、Ar7分别独立的表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、C1-10直链或支链烷基取代的苯并呋喃基、C1-10直链或支链烷基取代的苯并噻吩基、C1-10直链或支链烷基取代的芴基、C1-10直链或支链烷基取代的咔唑基中的一种；R4、R5、R6分别独立的选取氢、碳原子为1-10的烷基、或碳原子为4-20的芳香基；X2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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种。优选的，所述通式(1)中R为：中的任一种。优选的，所述化合物的具体结构式为：中的任一种。本申请人还提供了一种包含所述化合物的发光器件，所述化合物作为发光层的主体材料，用于制作OLED器件。本申请人还提供了一种制备所述化合物的方法，制备过程中发生的反应方程式是：反应式中n，m分别独立的表示为0或1；其中，反应式1的制备过程是：称取苯并咪唑并环的溴代物、Ar1H、Ar2H，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；所述苯并咪唑并环的溴代物与Ar1H、Ar2H的摩尔比为1:0.8～2.0:0.8～2.0，Pd2(dba)3与溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；反应式2的制备过程是：称取苯并咪唑苯并咪唑和Ar3Br，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；所述苯并咪唑苯并咪唑与Ar3Br的摩尔比为0.8～2.0:1，Pd2(dba)3与Ar3Br的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与Ar3Br的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与Ar3Br的摩尔比为1.0～3.0:1；反应式3的制备过程是：称取苯并咪唑并环的溴代物、Ar1B(OH)2、Ar2B(OH)2，用体积比为2:1的甲苯乙醇混合溶剂溶解；在惰性气氛下，再加入Na2CO3水溶液、Pd(PPh3)4；将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；所述溴代化合物与Ar1B(OH)2、Ar2B(OH)2的摩尔比为1:1.0～2.0:1.0～2.0；Na2CO3与溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；Pd(PPh3)4与溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术化合物以苯并咪唑并环为母核，再连接芳香杂环基团，破坏了分子对称性，从而破坏分子的结晶性，避免了分子间的聚集作用，所述化合物结构分子内包含电子给体(donor,D)与电子受体(acceptor,A)的组合可以提高电子和空穴的迁移率、降低启动电压，母核苯并咪唑并环具有较高的三重态能级，使化合物三重态激子局限在发光层中，提高发光效率，本专利技术化合物适合作为发光层主体材料使用。本专利技术所述化合物可作为发光层材料应用于OLED发光器件制作，作为发光层主体材料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材料在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为使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ITO阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为发光层，6为电子传输层，7为电子注入层，8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3的合成现提供该化合物的具体合成路线：500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol2,9-二溴-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol10-(4-苯硼酸)-10H-吩恶嗪，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入0.03molNa2CO3水溶液(2M)，然后加入0.0001molPd(PPh3)4，加热回流10-24小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度95.9％，收率59.00％。HPLC-MS：材料分子量为722.23，实测分子量722.59。实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以苯并咪唑并环为核心的化合物，其特征在于该化合物结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示或者‑R；其中，Ar表示苯基、C1‑10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、或萘基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构：其中，Ar4表示苯基、C1‑10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基或苯并菲基；X1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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；R1、R2、R3分别独立的选取氢、碳原子为1‑10的烷基、苯基、C1‑10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、通式(4)、通式(5)、通式(6)或通式(7)所示结构；其中，Ar5、Ar6、Ar7分别独立的表示苯基、C1‑10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、C1‑10直链或支链烷基取代的苯并呋喃基、C1‑10直 链或支链烷基取代的苯并噻吩基、C1‑10直链或支链烷基取代的芴基、C1‑10直链或支链烷基取代的咔唑基中的一种；R4、R5、R6分别独立的选取氢、碳原子为1‑10的烷基、或碳原子为4‑20的芳香基；X2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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种。...

【技术特征摘要】
1.一种以苯并咪唑并环为核心的化合物，其特征在于该化合物结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示或者-R；其中，Ar表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、或萘基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构：其中，Ar4表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基或苯并菲基；X1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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；R1、R2、R3分别独立的选取氢、碳原子为1-10的烷基、苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、通式(4)、通式(5)、通式(6)或通式(7)所示结构；其中，Ar5、Ar6、Ar7分别独立的表示苯基、C1-10直链或支链烷基取代的苯基、二联苯基、三联苯基、萘基、C1-10直链或支链烷基取代的苯并呋喃基、C1-10直链或支链烷基取代的苯并噻吩基、C1-10直链或支链烷基取代的芴基、C1-10直链或支链烷基取代的咔唑基中的一种；R4、R5、R6分别独立的选取氢、碳原子为1-10的烷基、或碳原子为4-20的芳香基；X2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、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于所述通式(1)中R为：中的任一种。3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于所述化合物的具体结构式为：中的任一种。4.一种包含权利要求1～3任一项所述化合物的发光器件，其特征在于所述化合物作为发光层的主体材料，用于制作OLED器件。5.一种制备权利要求1～3任一项所述化合物的方法，其特征在于制备过程中发生的反应方程式是：反应式1或反应式2或反...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，李崇，张兆超，叶中华，王立春，
申请(专利权)人：江苏三月光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32