一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物及其在OLED上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物及其在OLED上的应用，该化合物含有氮杂螺芴和氮杂六元环结构，且螺芴结构上至少有一个N；两个基团都是强电子基团，具有深的HOMO能级和高电子迁移率，适合作为空穴阻挡材料或电子传输材料应用；本发明专利技术含有空穴基团的结构，可平衡材料的电子和空穴，使得材料可作为偏电子型发光层主体材料使用；另外，本发明专利技术化合物基团刚性较强，具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点。作为有机电致发光功能层材料应用于OLED器件后，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。

A compound containing nitrogen, Spiro, fluorene and nitrogen containing six membered heterocycles and its use in OLED

The invention discloses a containing spirofluorene and aza six membered heterocyclic compounds containing nitrogen and its application in OLED, the compounds containing spirofluorene and aza aza six membered ring structure, and spirofluorene structure has at least one N; two groups are strong electron donating groups, with deep the HOMO level and high electron mobility, suitable for use as a hole blocking material or electronic transmission material; structure of the invention contains a hole group, which can balance the material of electrons and holes, the material can be used as a partial electronic light emitting layer main material use; in addition, the compounds of the present invention groups strong rigidity, with intermolecular crystallization, is not easy is not easy to gather the characteristics of film with good form. As an organic electroluminescent functional layer material, the current efficiency, power efficiency and external quantum efficiency have been greatly improved when applied to OLED devices. At the same time, the device life enhancement is very obvious.

【技术实现步骤摘要】
一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物及其在OLED上的应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物，以及其在OLED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。当前，OLED显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展，但是，和实际的产品应用要求相比，OLED器件的发光效率，使用寿命等性能还需要进一步提升。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能阶等。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，电子传输材料等，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含有氮杂螺芴和含氮六元杂环为的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本专利技术化合物含有氮杂螺芴结构，具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性，合适的HOMO和LUMO能级，高电子迁移率，应用于OLED器件制作后，可有效提高器件的发光效率和OLED器件的使用寿命。本专利技术的技术方案如下：本申请人提供了一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物，其结构如通式(1)所示：其中，X、Z分别独立的表示为N原子或C原子，且X为N原子的数量为1或2，至少一个Z为N原子；R1、R2分别表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种；R1、R2可以相同或不同；L表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种，L还表示为单键。优选的，通式(1)中的用通式(2)、通式(3)、通式(4)、通式(5)或通式(6)中的任一种表示：其中，R1、R2分别独立的表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种；R1、R2可以相同或不同。优选的，L为苯基、联苯基、萘基或吡啶基中的一种。优选的，通式(1)中的R1、R2分别独立的表示为苯基、联苯基、萘基、9,9-二甲基芴基、二苯并呋喃基、N-苯基咔唑基、吡啶基、苯基吡啶基、喹啉基、异喹啉基、菲罗啉基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、吡啶并吲哚基、喹喔啉基或萘啶基中的一种。优选的，通式(1)中的R1、R2分别独立的表示为：中的一种。优选的，所述含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的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所述含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的有机化合物的制备方法，制备过程中发生的反应方程式和具体反应过程为：氮气氛围下，称取原料A溶解于四氢呋喃中，再将中间体A及四(三苯基膦)钯加入，搅拌混合物，再加入碳酸钾水溶液，将上述反应物的混合溶液于反应温度70-90℃下加热回流5-20小时；反应结束后，冷却加水，混合物用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，过滤并在减压下浓缩，所得残余物过硅胶柱纯化，得到目标化合物；所述原料A与中间体A的摩尔比为1:1.0～1.5，四(三苯基膦)钯与原料A的摩尔比为0.001～0.02:1，碳酸钾与原料A的摩尔比为1.0～2.0:1，THF与原料A的用量比为1g:10～30ml。本申请人还提供了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括至少一层功能层含有所述的含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的有机化合物。本申请人还提供了一种照明或显示元件，包括所述的有机电致发光器件。本申请人还提供了一种有机电致发光器件，包括空穴阻挡层/电子传输层，空穴阻挡层/电子传输层含有所述的含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的有机化合物。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术化合物以氮杂螺芴和含氮六元杂环为骨架，通过芳香基团连接，氮杂螺芴和含氮六元杂环均为强电子性基团，具有深的HOMO能级和高电子迁移率，通过其他芳香基团的修饰，使HOMO能级自由调整，可以作为电子型发光材料使用，也可以作为空穴阻挡或电子传输层材料使用。本专利技术含有空穴基团的结构，可平衡材料的电子和空穴，使得材料可作为偏电子型发光层主体材料使用。氮杂螺芴中N的数量和位置会影响材料的HOMO能级和LUMO能级以及三线态能级分布，HOMO能级较深、T1能级稍低的材料可作为空穴阻挡或电子传输层材料，HOMO能级较浅、T1能级较高的材料可作为偏电子型的发光层主体材料使用。另外，氮杂芴部分和含氮六元杂环都是强吸电子基团，中间以芴基团相隔，破坏分子对称性，避免分子间的聚集作用，本专利技术化合物基团刚性较强，具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点，具有高的玻璃化温度及热稳定性，所以，本专利技术化合物应用于OLED器件时，可保持材料成膜后的膜层稳定性，提高OLED器件使用寿命。本专利技术所述化合物作为有机电致发光功能层材料应用于OLED器件后，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，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为本专利技术所列举的材料应用于OLED器件的结构示意图；其中，1为透明基板层，2为ITO阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输或电子阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物，其特征在于该化合物的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物，其特征在于该化合物的结构如通式(1)所示：其中，X、Z分别独立的表示为N原子或C原子，且X为N原子的数量为1或2，至少一个Z为N原子；R1、R2分别表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种；R1、R2可以相同或不同；L表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种，L还表示为单键。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于通式(1)中的用通式(2)、通式(3)、通式(4)、通式(5)或通式(6)中的任一种表示：其中，R1、R2分别独立的表示为经取代或未经取代的C6至C30芳基、经取代或未经取代的C3至C30杂芳基中的一种；R1、R2可以相同或不同。3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于L为苯基、联苯基、萘基或吡啶基中的一种。4.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于通式(1)中的R1、R2分别独立的表示为苯基、联苯基、萘基、9,9-二甲基芴基、二苯并呋喃基、N-苯基咔唑基、吡啶基、苯基吡啶基、喹啉基、异喹啉基、菲罗啉基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、吡啶并吲哚基、喹喔啉基或萘啶基中的一种。5.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于通式(1)中的R1、R2分别独...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆超，李崇，吴英杰，於哲峰，
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