4,4’-联吡啶类衍生物的制造及其应用制造技术

本发明专利技术涉及4,4’‑联吡啶类衍生物和使用了其的有机电致发光器件，特别涉及寿命长、高发光效率、色纯度高的有机电致发光器件和实现其的4,4’‑联吡啶类衍生物。

Manufacture and Application of 4,4'-Bipyridine Derivatives

The present invention relates to 4,4'

【技术实现步骤摘要】
4，4’-联吡啶类衍生物的制造及其应用
本专利技术涉及4，4’-联吡啶类衍生物和使用了其的有机电致发光器件，特别涉及寿命长、高发光效率、色纯度高的有机电致发光器件和实现其的4，4’-联吡啶类衍生物。
技术介绍
有机电致发光材料的有机电致发光器件(OLED)，可以用于固体发光型的全色彩显示以及固态白光照明等领域，被誉为下一代新型显示及照明技术。通常OLED器件含有发光层和夹持该层的一对对置电极。器件在两电极间施加电场时，从阴极侧注入电子，从阳极侧注入空穴，电子在发光层中与空穴复合，形成激发状态，激发状态恢复到基态时，能量以光的形式放出。前期阶段报道的大部分主体材料是空穴传输型主体材料或电子传输型主体材料，由于载流子传输性能的不平衡，这种单极性的主体材料容易形成不利的窄的复合区域。通常当使用空穴传输型主体材料时，在发光层和电子传输层界面会产生电荷复合区域，而当使用电子传输型主体材料时，在发光层和空穴传输层界面会产生电荷复合区域，然而弱的载流子迁移率和发光层中不平衡的电荷对有机发光器件的发光效率不利，同时有机电致磷光器件这种窄的电荷复合区域会加快三重态-三重态湮灭过程，从而导致发光效率下降，尤其是在电流密度条件下为了避免这种效应，通常采用的策略是使用两个发光层，其中一层使用空穴传输型主体材料，另一个发光层使用电子传输型主体材料，将空穴传输型和电子传输型主体材料混合置于单个发光层中，然而这两种策略使得器件的制备变得复杂，且混合的主体材料会导致相分离的问题，因此，为了达到高效的电致发光效果，需要发展具有平衡的载流子传输性能的主体材料，也就是所谓的双极性主体材料，以拓宽电荷复合区域。另一方面，主体材料自身的稳定性极大的影响发光器件的使用寿命，提高器件的使用寿命也是本领域始终追求的目标。
技术实现思路
本专利技术为了解决以上现有技术中问题而进行。本专利技术的目的在于提供一种具有优良的寿命特性且发光效率高的主体材料、以及使用了其的有机电致发光器件。本专利技术人为实现上述目的进行了深入研究，结果发现，当使用具有下述通式(1)所示的4，4’-联吡啶类衍生物作为有机电致发光器件的发光主体材料时，能够获得寿命长、发光效率高的有机电致发光器件。具体地，通式(I)中，L1、L2、L3和L4独立地为C6～C30的芳基、C4～C30的杂芳基或为单键；L1、L2、L3和L4相同或者不同；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4独立地为选自氢原子、苯基或通式(II)所示结构的取代基中的任意种，并且，Ar1和Ar4中的至少一个为通式(II)所示结构的取代基，Ar2和Ar3中的至少一个为通式(II)所示结构的取代基，两个通式(II)所示的取代基相同，所述的相同是指结构相同；优选的，所述的通式(II)所示的取代基相同进一步指连接位点相同；当Ar1、Ar2、Ar3或Ar4为通式(II)所示的取代基时，L1、L2、L3或L4与通式(II)的连接位点位于通式(II)的苯环上或者X1；通式(II)中，X1选自N、NR2、CRa、CRbRc、或者X1不存在；当X1不存在时，式(II)中与X1相连的两个碳原子单键相连；X2选自O、S、NR3、CRdRe、或者X2不存在；当X2不存在时，式(II)中与X2相连的两个碳原子单键相连；并且，X1和X2不会同时不存在；其中R2、R3、Ra、Rb、Rc、Rd、Re独立地选自H、C1～C4的烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、噻吩基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、咔唑基、呋喃基、氮杂咔唑基；式(II)中的两个苯环任选独立地被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、三亚苯基、芴基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、咔唑基的基团及其所组成的组中的基团取代；任选地，式(II)中的苯环与其它芳香族基团形成稠合芳香环，所述其它芳香族基团选自苯基、萘基、呋喃基、咔唑基；所述稠合芳香环任选地被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、取代或未取代的苯基的基团所取代。上述的本专利技术的化合物中，L1-Ar1、L2-Ar2、L3-Ar3和L4-Ar4所共同组成的原子团优选为富电性的原子团，本专利技术人发现，通过富电性的原子团在4，4’-联吡啶上进行取代，该化合物作为磷光发光器件的主体材料使用时，相比现有的主体材料，能够大幅度提高发光效率。因为目前使用的主体材料多为电子型主体和空穴型主体的混合物，而本专利技术化合物同时具有缺电子的母核结构又有取代的富电子基团，使其既适合传输电子、也适合传输空穴，从而能够有效地平衡的载流子传输性能的主体材料，从而能够拓宽电荷复合区域，进而体现为降低动作电压，提高发光效率的技术效果。本专利技术中，只要是L1-Ar1、L2-Ar2、L3-Ar3和L4-Ar4所共同组成的原子团为富电性原子团即可。但是从反应容易性、原料易得性方面考虑，L1～L4优选为单键，或者选自苯基、联苯基、三联苯基、萘基、三亚苯基、芴基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基中的基团，通式(II)所示的取代基优选为下式所表示的基团。其中，X3选自N、N(C1～C4)的烷基、N-苯基、或者X3不存在；当X3不存在时，式(II)中与X3相连的两个碳原子单键相连；L1、L2、L3或L4与通式(II)的连接位点位于通式(II)的苯环上或者X3，X4选自O、S、N(C1～C4)的烷基、N-苯基、或者X4不存在；当X4不存在时，式(II)中与X4相连的两个碳原子单键相连；并且，X3和X4不会同时不存在。这些基团可以被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、取代或未取代的苯基的基团所取代；其中*表示连接位点，在下述结构式中，当连接位点与下述结构式中的不特定原子连接时，其表示可以与结构式中的任意可连接的位点进行连接。从反应容易性、原料易得性方面考虑，还优选L1和L2为单键，且Ar1、Ar2独立地为氢原子，即4，4’-联吡啶的母核的每一个吡啶环上各具有一个富电性取代基(通式(I)中的-L3-Ar3，-L4-Ar4)。这样的化合物可极大的简化制备工序。另外，与现有技术有报道少量联吡啶化合物衍生物，均为2-2’结构的吡啶衍生物，经试验验证器件的寿命不如我们4，4’-联吡啶的母核，可能的原因是联吡啶的两个N的位置距离太近时，两个N元素之间可能会配位一些金属或其他基团，导致器件寿命下降。L3和L4可以相同也可以不同，从合成容易性方面考虑，优选地L3和L4相同。Ar3和Ar4可以相同也可以不同，从合成容易性方面考虑，优选Ar3和Ar4相同。另外，本专利技术人发现，-L3-Ar3与-L4-Ar4相同的化合物在用作有机电致发光器件的主体材料时，能够实现良好的发光效率。本专利技术的化合物能够实现更好的器件效率。其原因尚不清楚，推测原因可能是，当-L3-Ar3与-L4-Ar4相同时，电子云排布更有利于提高载流子的传输效率，而且分子为伸展的中心对称结构，在制备器件的蒸镀工序中，能够成膜为更好的晶格排列，从而得到结构和电气性能更稳定的发光层膜，从而带来了更好的器件效率。在本专利技术的所述的4，4’-联吡啶类衍生物中，作为L3和L4的优选例，可举出单键，或者选自苯基、联苯基、三联苯基、萘基、三亚苯基、芴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.如通式(I)所示的4，4’‑联吡啶类衍生物：

【技术特征摘要】
1.如通式(I)所示的4，4’-联吡啶类衍生物：通式(I)中，L1、L2、L3和L4独立地为C6～C30的芳基、C4～C30的杂芳基或为单键；L1、L2、L3和L4相同或者不同；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4独立地为选自氢原子、苯基或通式(II)所示结构的取代基中的任意种，并且，Ar1和Ar4中的至少一个为通式(II)所示结构的取代基，Ar2和Ar3中的至少一个为通式(II)所示结构的取代基，两个通式(II)所示的取代基相同，所述的相同是指结构相同；优选的，所述的通式(II)所示的取代基相同进一步指连接位点相同；当Ar1、Ar2、Ar3或Ar4为通式(II)所示的取代基时，L1、L2、L3或L4与通式(II)的连接位点位于通式(II)的苯环上或者X1；通式(II)中，X1选自N、NR2、CRa、CRbRc、或者X1不存在；当X1不存在时，式(II)中与X1相连的两个碳原子单键相连；X2选自O、S、NR3、CRdRe、或者X2不存在；当X2不存在时，式(II)中与X2相连的两个碳原子单键相连；并且，X1和X2不会同时不存在；其中R2、R3、Ra、Rb、Rc、Rd、Re独立地选自H、C1～C4的烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、噻吩基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、咔唑基、呋喃基、氮杂咔唑基；式(II)中的两个苯环任选独立地被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、三亚苯基、芴基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、咔唑基的基团及其所组成的组中的基团取代；任选地，式(II)中的苯环与其它芳香族基团形成稠合芳香环，所述其它芳香族基团选自苯基、萘基、呋喃基、咔唑基；所述稠合芳香环任选地被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、取代或未取代的苯基的基团所取代。2.根据权利要求1所述的4，4’-联吡啶类衍生物，其特征在于，通式(II)所示的取代基为下式所表示的基团，下式基团任选的被0、1、2、3、4个独立地选自C1～C4的烷基、取代或未取代的苯基的基团所取代；其中*表示连接位点，在下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李之洋，邢其锋，张向慧，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