含菲咔唑和吡啶类的有机化合物、混合物、高聚物、组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种含菲咔唑和吡啶类的有机化合物及其应用，特别是在有机电致发光二极管中的应用。上述有机化合物具有如结构式(1)所示的结构式：

Organic compounds, mixtures, polymers, compositions containing phenanthocarbazole and pyridine and their applications

The invention relates to an organic compound containing phenanthocarbazole and pyridine and its application, especially in organic light-emitting diodes. The above organic compounds have a structural formula as shown in formula (1):

【技术实现步骤摘要】
含菲咔唑和吡啶类的有机化合物、混合物、高聚物、组合物及其用途本申请要求于2017年12月22日提交中国专利局、申请号为201711406897.8专利技术名称为“一种含菲咔唑和吡啶类有机光电材料及其用途”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术涉及电致发光材料领域，尤其涉及含菲咔唑和吡啶类的有机化合物、混合物、高聚物、组合物及其用途。
技术介绍
有机光电材料在合成上具有多样性，制造成本相对较低以及其优良的光学与电学性能。有机发光二极管(OLED)在光电器件(例如平板显示器和照明)的应用方面具有广视角、反应时间快、工作电压低、面板厚度薄等优势，因而具有广阔的发展潜力。为了提高有机发光二极管的发光效率，各种基于荧光和磷光的发光材料体系已被开发出来，使用荧光材料的有机发光二极管具有可靠性高的特点，但其在电气激发下其内部电致发光量子效率被限制为25％，这是因为激子的单重激发态和三重激发态的分支比为1:3。与此相反，使用磷光材料的有机发光二极管已经取得了几乎100％的内部电致发光量子效率。从理论上讲，与荧光材料相比，磷光材料的发光效率可以提升至4倍，因此磷光发光材料的开发已被广泛研究。发光材料(客体)可与基质材料(主体)一起用作发光材料以改善颜色纯度、发光效率和稳定性。由于当使用主体材料/客体体系作为发光器件的发光层时，主体材料对电致发光器件的效率和特性影响很大，因此主体材料的选择很重要。目前，4,4’-二咔唑-联苯(CBP)是已知的最广泛用做磷光物质的基质材料。近年来，日本先锋公司(Pioneer)等开发了一种高性能有机电致发光器件，其使用BAlq(二(2-甲基)-8-羟基喹啉合-4-苯基苯酚铝(III))、菲罗啉(BCP)等化合物作为基质。在现有材料设计中，人们倾向于采用含有电子传输基团和空穴传输基团进行组合，设计成双极性传输的主体，有益于电荷传输的平衡。利用双极性传输的分子做主体，能够获得不错的器件性能。但所获得的器件性能和寿命仍有待提高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种含菲咔唑和吡啶类的有机化合物、混合物、高聚物、组合物及其用途，该类有机化合物、混合物、高聚物、组合物能够解决现有的磷光发光材料成本高、高亮度下效率滚降快、寿命短的问题。一种有机化合物，具有如结构式(1)所示的结构：其中：Ar1、Ar2各自独立地选自取代或者未取代的有5至40个环原子的芳基或者杂芳基，或者选自取代或者未取代的有5至40个环原子的非芳香族环基；R1、R2各自独立地选自H、D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的烷氧基、具有1至20个C原子的硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、羟基、硝基、CF3、Cl、Br、F、可交联的基团、具有5至40个环原子的取代或未取代的芳香基团或杂芳香基团、具有5至40个环原子的芳氧基或杂芳氧基基团，或这些体系的组合；Z1各自独立地选自CR3或者N，且至少有一个Z1为N；R3的定义同R1和R2；a为1、2、3或4；b为1、2、3、4、5、6、7或8；当存在多个R1时，多个R1彼此相同或不同；当存在多个R2时，多个R2彼此相同或不同。一种高聚物，所述有机电致发光高聚物的重复单元包含上述的有机化合物的结构。一种有机混合物，包括上述的有机化合物或上述的高聚物，及至少一种有机功能材料；所述的有机功能材料为空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光体或主体材料。一种组合物，包括上述有机化合物或上述高聚物，及至少一种有机溶剂。一种有机电子器件，包括上述有机化合物或上述高聚物或上述混合物。上述有机化合物可作为主体材料，通过与合适的客体特别是磷光客体或TADF发光体配合，能提高其作为电致发光器件的发光效率及寿命，提供了一种制造成本低、效率高、寿命长、低滚降的发光器件的解决方案。另外，与另一具有空穴传输性质或具有双极性性质的主体搭配形成共主体，可获进一步提升的电致发光效率及器件寿命。具体实施方式本专利技术提供一种有机化合物、混合物、高聚物、组合物及其用途，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术中，取代基中的“D”和“氘原子”具有相同的含义，它们之间可以互换。在本专利技术中，组合物和印刷油墨，或油墨具有相同的含义，它们之间可以互换。在本专利技术中，主体材料，基质材料，Host或Matrix材料具有相同的含义，它们之间可以互换。在本专利技术中，HOMO表示最高占据分子轨道，LUMO表示最低未占分子轨道。在本专利技术中，三线态能级可以表上为ET1，T1，T1，它们具有相同的含义。在本专利技术中，“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。在本专利技术中，“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如，单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时，取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”，在没有特别说明的条件下也是同样的。例如，苯环的环原子数为6，萘环的环原子数为10，噻吩基的环原子数为5。在本专利技术实施例中，有机材料的能级结构，三线态能级ET1、HOMO、LUMO起着关键的作用。以下对这些能级的确定做一介绍。HOMO和LUMO能级可以通过光电效应进行测量，例如XPS(X射线光电子光谱法)和UPS(紫外光电子能谱)或通过循环伏安法(以下简称CV)。最近，量子化学方法，例如密度泛函理论(以下简称DFT)，也成为行之有效的计算分子轨道能级的方法。有机材料的三线态能级ET1可通过低温时间分辨发光光谱来测量，或通过量子模拟计算(如通过Time-dependentDFT)得到，如通过商业软件Gaussian03W(GaussianInc.)，具体的模拟方法可参见WO2011141110或如下在实施例中所述。应该注意，HOMO、LUMO、ET1的绝对值取决于所用的测量方法或计算方法，甚至对于相同的方法，不同评价的方法，例如在CV曲线上起始点和峰点可给出不同的HOMO/LUMO值。因此，合理有意义的比较应该用相同的测量方法和相同的评价方法进行。本专利技术实施例的描述中，HOMO、LUMO、ET1的值是基于Time-dependentDFT的模拟，但不影响其他测量或计算方法的应用。在专利技术中，(HOMO-1)定义为第二高的占有轨道能级，(HOMO-2)为第三高的占有轨道能级，以此类推。(LUMO+1)定义为第二低的未占有轨道能级，(LUMO+2)为第三低的占有轨道能级，以此类推。在专利技术中，取代基中表示该取代基的连接位点，例如：表示二苯并呋喃环上任选位置取代。本专利技术一实施例的有机化合物，具有如结构式(1)所示的结构：其中：Ar1、Ar2各自独立地选自取代或者未取代的有5至40个环原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含菲咔唑和吡啶类的有机化合物，其特征在于，具有如结构式(1)所示的结构：

【技术特征摘要】
2017.12.22 CN 20171140689781.一种含菲咔唑和吡啶类的有机化合物，其特征在于，具有如结构式(1)所示的结构：其中：Ar1、Ar2各自独立地选自取代或者未取代的有5至40个环原子的芳基或者杂芳基，或者选自取代或者未取代的有5至40个环原子的非芳香族环基；R1、R2各自独立地选自H、D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的烷氧基、具有1至20个C原子的硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、CF3、Cl、Br、F、可交联的基团、具有5至40个环原子的取代或未取代的芳香基团或杂芳香基团、具有5至40个环原子的芳氧基或杂芳氧基基团，或这些体系的组合；Z1各自独立地选自CR3或者N，且至少有一个Z1为N；R3的定义同R1和R2；a为1、2、3或4；b为1、2、3、4、5、6、7或8；当存在多个R1时，多个R1彼此相同或不同；当存在多个R2时，多个R2彼此相同或不同。2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，具有结构式(1-1)～结构式(1-6)中任一结构式所示的结构：3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1、Ar2各自独立地为包含至少一种如下结构的基团：其中：X在同一基团中有多个时，每个X各自独立地选自N或CR5；Y在同一基团中有多个时，每个Y各自独立地选自CR6R7，SiR6R7，NR6，C(＝O)，S，或O...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，江广涛，游雪强，黄宏，潘君友，
申请(专利权)人：广州华睿光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44