苯并菲罗啉类衍生物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种苯并菲罗啉类衍生物以及该类衍生物在制备有机电致发光显示和照明技术领域中的用途，本发明专利技术还提供了一种有机电致发光器件，该器件包括所述苯并菲罗啉类衍生物。本发明专利技术的有机电致发光器件相比现有有机电致发光器件具有更好的发光性能，可以更低的电压驱动，耗电也更低，寿命更长。

Benzphenanthroline derivatives and their applications

The invention discloses a benzophenanthroline derivative and its application in the field of organic electroluminescent display and lighting technology. The invention also provides an organic electroluminescent device, which includes the benzophenanthroline derivative. Compared with the existing organic electroluminescent devices, the organic electroluminescent device of the present invention has better luminescent performance, lower voltage drive, lower power consumption and longer service life.

【技术实现步骤摘要】
苯并菲罗啉类衍生物及其应用
本专利技术属于有机电致发光领域，本专利技术涉及一种新型的苯并菲罗啉类衍生物，还涉及使用该苯并菲罗啉类衍生物的有机电致发光器件。
技术介绍
1998年，吉林大学的马於光教授在聚N-乙烯基咔唑(PVK)中掺杂锇配合物[Os(CN)2(PPh3)2bpy]制备了电致磷光器件(SyntheticMetals,1998,94:245-248)。同年，Thomson和Forrest合作将磷光材料八乙基卟啉铂(PtOEP)掺杂在8-羟基喹啉铝(Alq3)中作为电致发光器件的发光层，使内量子效率和外量子效率分别提高到23％，4％(Nature,1998,395:151-154；Appl.Phys.Lett.,1999,75:4-6)。自此，基于磷光金属配合物的有机发光器件就迅速发展起来。不同于传统的有机小分子和共轭高分子材料，过渡金属配合物可以同时获得单线态和三线态激子，实现理论上最大的内量子效率为100％(J.Appl.Phys.,2001,90:5048-5051；Appl.Phys.Lett.,2002,80:2308-2310)。在经典的磷光OLED器件中，除了发光染料外，主体材料也同样不可缺少。磷光染料通常不单独作为发光层，而是将其掺杂在合适的主体材料中，形成主客体发光体系，以削弱三线态激子的高浓度猝灭效应。为了实现有效的能量传递，通常要求主体材料的能隙大于染料、且三线态能级要高于染料分子的三线态能级。这样才能顺利把T1态能量从主体材料传递至磷光染料或将三线态激子限制于染料分子中，从而实现高效率的磷光发射。此外，主体材料的玻璃化转变温度Tg关系到材料的成膜性和热稳定性。Tg温度低的材料热稳定性差且容易结晶或团聚，将大大降低器件的寿命，严重降低器件效率。因此，寻找具有高Tg温度、高三线态能级、宽能隙的主体材料就变得较为困难，开发新型的主体材料具有很重要的实际应用价值。美国专利申请公开文本US2013/0099206A1和US2014/0151650A1报道了含有菲罗啉的稠杂环芳烃化合物，其中，US2013/0099206A1公开的化合物分子结构中缺乏给电子基团，不能实现主体的双极性特点；US2014/0151650A1公开的化合物分子结构中虽然含有部分给电子基团，但其给电子基团与缺电子基团未直接连接，从而不能有效提高分子的能隙及三线态能级，从而限制了此类材料作为主体材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新型的苯并菲罗啉衍生物，以进一步提高有机电致发光器件的发光性能。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种驱动电压低、电流效率高、寿命长的有机电致发光器件。为解决上述问题，本专利技术提供的苯并菲罗啉类衍生物具有如下通式(I)所示的结构：其中，Ar1和Ar2彼此相同或不同，并且各自独立选自取代或无取代的C6～C30的芳基，取代或无取代的C2～C30杂芳基，取代或无取代的C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基；或者，所述Ar1与Ar2连接形成环状结构；所述“C6～C30芳基”、“C2～C30杂芳基”、“C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基”的取代基选自卤素基团、硝基、C1～C6的烷基，C1～C6的烷氧基、C6～C30芳基。本专利技术提供的苯并菲罗啉类衍生物是一种双极性磷光主体材料，具有高的玻璃化转变温度，高的熔点，同时具有高的载流子传输及发光效率。将该苯并菲罗啉类衍生物用作发光层的主体材料，进而得到一种驱动电压低、发光效率高、寿命长的有机电致发光器件。再有，本专利技术提供一种有机电致发光器件，其包含阳极、阴极和位于阳极与阴极之间的至少一层有机薄膜层，其中有机薄膜层中的至少一层单独或以混合物组分的形式包含所述的苯并菲罗啉类衍生物。本专利技术的有机电致发光器件相比现有有机电致发光器件具有更好的发光性能，可以更低的电压驱动，耗电也更低。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是化合物A1的核磁氢谱谱图；图2是化合物A15的核磁氢谱谱图；图3是化合物A28的核磁氢谱谱图；图4是化合物A40的核磁氢谱谱图；图5是母核苯并菲罗啉的HOMO、LUMO轨道图；图6是化合物A1的HOMO、LUMO轨道图；图7是化合物A22的HOMO、LUMO轨道图；图8是化合物A28的HOMO、LUMO轨道图。具体实施方式需要说明的是，本专利技术中，Ca～Cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a～b，除非特殊说明，一般而言该碳原子数不包括取代基的碳原子数。本专利技术中，对于化学元素的表述包含化学性质相同的同位素的概念，例如“氢”的表述，也包括化学性质相同的“氘”、“氚”的概念。本专利技术中的杂原子，通常指选自B、N、O、S、P、P(＝O)、Si和Se中的原子或原子团。本专利技术的苯并菲罗啉类衍生物，具有如下通式(1)所示的结构：其中，Ar1和Ar2彼此相同或不同，并且各自独立选自取代或无取代的C6～C30的芳烃基团，取代或无取代的C2～C30杂芳基，取代或无取代的C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基；或者，所述Ar1与Ar2连接形成环状结构。具体而言，作为上述取代或无取代的C6～C30芳烃基团，优选具有6～20个骨架碳原子；优选地，所述芳烃基团包括苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、荧蒽基、菲基、茚基、苯并芴基、芴基及其衍生物、三亚苯基、芘基、苝基、基和并四苯基中的至少一种。更优选地，所述联苯基包括2-联苯基、3-联苯基和4-联苯基；所述三联苯基包括对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基；所述萘基为1-萘基和/或2-萘基；所述蒽基包括1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基中的至少一种；所述芴基衍生物选自由9,9’-二甲基芴、9,9’-螺二芴、苯并芴和茚并芴中的至少一种；所述芘基包括1-芘基、2-芘基和4-芘基中的至少一种。根据本专利技术，上述杂芳基是指具有至少一个杂原子且具有一定数目环骨架原子的单环或稠环芳香基团，所述杂原子包含一个或多个选自B、N、O、S、P(＝O)、Si和P的杂原子；优选地，所述杂原子包含一个或多个选自O、S和N的杂原子。其中，上文中提到的Ar1和Ar2各自独立选自的取代或无取代的C2～C30杂芳基是指该杂芳基可以具有2-30个骨架碳原子；优选地，Ar1和Ar2各自独立选自取代或无取代的C5～C20杂芳基，是指杂芳基具有5-20个骨架碳原子；更优选地，所述杂芳基包括呋喃基、噻吩基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基及其衍生物或苯并间二氧杂环戊烯基，其中，所述咔唑基衍生物包括但不限于9-苯基咔唑、9-萘基咔唑苯并咔唑、二苯并咔唑、吲哚并咔唑中的至少一种。作为取代或无取代的C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基，优选三(杂)芳基氨基，此处“(杂)芳基”的表达方式包含芳基和杂芳基两者；更优选地，所述芳基氨基或杂芳基氨基包括4-三苯氨基、3-三苯氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并呋喃-3-基)]苯基氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并噻吩-3-基)]苯基氨基中的基团。所述Ar1与Ar2连接形成环状结构，优选Ar1和Ar2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯并菲罗啉类衍生物，其特征在于，具有如下通式(1)所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种苯并菲罗啉类衍生物，其特征在于，具有如下通式(1)所示的结构：其中，Ar1和Ar2彼此相同或不同，并且各自独立选自取代或无取代的C6～C30芳烃基团，取代或无取代的C2～C30杂芳基，取代或无取代的C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基；或者，所述Ar1与Ar2连接形成环状结构；所述“C6～C30芳基”、“C2～C30杂芳基”、“C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基”的取代基选自卤素基团、硝基、C1～C6的烷基，C1～C6的烷氧基、C6～C30芳基。2.根据权利要求1所述的苯并菲罗啉类衍生物，其特征在于：所述C6～C30芳烃基团为选自苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、荧蒽基、菲基、茚基、苯并芴基、芴基及其衍生物、三亚苯基、芘基、苝基、基和并四苯基中的至少一种。3.根据权利要求1所述的苯并菲罗啉类衍生物，其特征在于：所述C2～C30杂芳基为选自呋喃基、噻吩基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、9-苯基咔唑、9-萘基咔唑苯并咔唑、二苯并咔唑、吲哚并咔唑、苯并间二氧杂环戊烯基中的至少一种。4.根据权利要求1所述的苯并菲罗啉类衍生物，其特征在于：所述C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基选自4-三苯氨基、3-三苯氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并呋喃-3-基)]苯基氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并噻吩-3-基)]苯基氨基。5.根据权利要求1至4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恩涛，高文正，范洪涛，任雪艳，
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