一种含有咪唑并环的化合物及其在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咪唑并环的化合物，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，提高了电子和空穴的复合效率，进而有利于增强器件的发光效率，降低效率的滚降。同时，双极性主体材料的给体和受体之间具有很强的分子内电荷转移，导致材料本身的三重态能级被拉低，限制了其在工业化生产中的应用。目前双极性主体材料的研究热点在包含有给体受体的基础上，采用饱和原子切断给体受体之间的π共轭，进而提高其三重态能级。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咪唑并环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咪唑并环为核心的化合物，所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8分别独立的表示为CH或N；Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示为或者-R；其中，Ar表示C1-10烷基取代或未取代的芳基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构，且Ar1、Ar2、Ar3中的R至少有一个选取通式(2)或通式(3)所示结构：通式(2)中，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分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(4)或通式(5)所示结构：a为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；a通过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键连接在通式(2)上；Ar4、Ar5分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基；通式(3)中，R3、R4分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(6)或通式(7)所示结构：b为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；b通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键或CL‘3-CL’4键连接在通式(3)上；Ar6、Ar7分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基。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以咪唑并环为核心的化合物的发光器件，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以咪唑并环为核心的化合物的方法，制备过程中的反应方程式为：反应式1～3中，n，m分别独立的表示为0或1；其中反应式1的制备方法为：称取咪唑并环的溴代物、Ar1-H、Ar2-H，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；所述咪唑并环的溴代物与Ar1-H、Ar2-H的摩尔比为1:0.8～2.0:0.8～2.0，Pd2(dba)3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；反应式2的制备方法为：称取咪唑并环的衍生物和Ar3-Br，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；所述咪唑并环的衍生物与Ar3-Br的摩尔比为0.8～3.0:1，Pd2(dba)3与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与Ar3-Br的摩尔比为1.0～3.0:1；反应式3的制备方法为：称取咪唑并环的溴代物、Ar1-B(OH)2、Ar2-B(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Ar1-B(OH)2、Ar2-B(OH)2的摩尔比为1:1.0～2.0:1.0～2.0；Na2CO3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；Pd(PPh3)4与咪唑并环的溴代物的摩尔比为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咪唑并环为母核，再连接芳香杂环基团，具备很强的刚性，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咪唑并环作为电子受体(acceptor,A)，有利于电子在发光层中的传输。连接的杂环基团是电子给体(donor,D)，它有利于空穴在发光层中的传输。咪唑并环内部的三价氮原子是饱和原子，它不仅具有很强的刚性，还有利于提高母核化合物三重态能级，电子给体和电子受体的组合可以提高电子和空穴的迁移率、降低启动电压，提高激子的复合效率，提高器件性能。母核氮杂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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以咪唑并环为核心的化合物，其特征在于所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8分别独立的表示为CH或N；Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示为或者‑R；其中，Ar表示C1‑10烷基取代或未取代的芳基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构，且Ar1、Ar2、Ar3中的R至少有一个选取通式(2)或通式(3)所示结构：通式(2)中，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分别独立的选取氢、C1‑10的烷基、C4‑20的芳基、通式(4)或通式(5)所示结构：a为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；a通过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键连接在通式(2)上；Ar4、Ar5分别独立的表示为C1‑10烷基取代或未取代的芳基；通式(3)中，R3、R4分别独立的选取氢、C1‑10的烷基、C4‑20的芳基、通式(6)或通式(7)所示结构：b为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；b通过CL1‑CL2键、CL2‑CL3键、CL3‑CL4键、CL‘1‑CL’2键、CL‘2‑CL’3键或CL‘3‑CL’4键连接在通式(3)上；Ar6、Ar7分别独立的表示为C1‑10烷基取代或未取代的芳基。...

【技术特征摘要】
1.一种以咪唑并环为核心的化合物，其特征在于所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8分别独立的表示为CH或N；Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示为或者-R；其中，Ar表示C1-10烷基取代或未取代的芳基；n取1或2；R选取通式(2)或通式(3)所示结构，且Ar1、Ar2、Ar3中的R至少有一个选取通式(2)或通式(3)所示结构：通式(2)中，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分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(4)或通式(5)所示结构：a为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；a通过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键连接在通式(2)上；Ar4、Ar5分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基；通式(3)中，R3、R4分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(6)或通式(7)所示结构：b为X2、X3分别独立的选取氧原子、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；b通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键或CL‘3-CL’4键连接在通式(3)上；Ar6、Ar7分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基。2.根据权利要求1所述的以咪唑并环为核心的化合物，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所述的以咪唑并环为核心的化合物，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任一项所述以咪唑并环为核心的化合物的发光器件，其特征在于所述化合物作为发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，张小庆，李崇，张兆超，
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