有机化合物及其在有机电致发光器件中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种化合物及使用其的有机电致发光器件，所述化合物由以下通式(1)表示：

Organic Compounds and Their Applications in Organic Electroluminescent Devices

【技术实现步骤摘要】
有机化合物及其在有机电致发光器件中的应用
本专利技术涉及一种新型有机材料及其在在有机电致发光器件中的应用，属于有机电致发光显示

技术介绍
蓝光器件的寿命一直是制约OLED应用于显示领域的瓶颈。现在工业上应用的蓝光荧光材料通常为低三线态的荧光材料，虽然其光致发光效率很高，但是这种材料的三线态激子利用率低。理论上能够实现100％激子利用率的蓝光材料主要有两种：蓝色磷光材料和蓝色热活性延迟荧光(TADF)材料。这两种材料的三线态很高(＞2.6eV)，而主体材料要求其三线态要高于发光染料，因此发展稳定的高三线态的主体材料非常重要。当前，高三线态的主体材料主要集中在N-咔唑(mCP和mCBP)和磷氧基(DPEPO)类主体。但是这类主体不稳定，基于这类主体的器件寿命不好。含N-咔唑的主体的主要问题是其分子内C-N键容易断裂，且电子传输能力较弱；而含磷氧材料的主体的主要问题是磷氧基团不稳定。专利文献1、2和非专利文献1均公开了作为给体的咔唑通过碳碳键与受体相连的材料。具体而言，专利文献1中采用三嗪作为受体，专利文献2中采用吡啶作为受体，而非专利文献1中则计算了将吡嗪与两个N-苯基咔唑的3位相连得到的化合物的三线态能级为2.51eV。现有技术文献专利文献专利文献1：KR101729660B1；专利文献2：CN102372695B；非专利文献1：J.Mater.Chem.C，2014，2，2488-2495。
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，能够实现100％激子利用率的两种蓝光材料的三线态很高(＞2.6eV)，主体材料要求其三线态要高于发光染料，然而现有技术中的N-咔唑(mCP和mCBP)和磷氧基(DPEPO)类主体虽然满足三线态的要求，却不够稳定。另一方面，上述非专利文献1公开的较为稳定的材料的三线态能级却不够高(2.51eV)。因此，本专利技术的一个目的在于，提供一种稳定的、高效的高三线态(T1＞2.7eV)主体材料。本专利技术的又一个目的在于，提供一种使用了稳定的、高效的高三线态TADF材料的有机电致发光器件。解决问题的方案本专利技术提供一种化合物，由以下通式(1)表示：其中，Ar1和Ar2分别独立地选自氢、C1～C6的烷基、C3～C6的取代或未取代的芳基或杂芳基(碳原子数范围不包括可能存在的取代基，下同)，或者与其所在的苯环形成稠合芳环；Ar3选自C6～C12的取代或未取代芳基；L选自单键，C3～C6的亚芳基或亚杂芳基，且连接于咔唑的2、7、3、6位之一；n为选自0～4的整数，m为选自0～3的整数，p为1或2，q为1或2；A为被2～3个N取代的苯基或亚苯基，优选为亚三嗪基、三嗪基、亚嘧啶基、嘧啶基、亚吡嗪基、或吡嗪基，更优选为亚嘧啶基、嘧啶基、亚吡嗪基、吡嗪基；当L为单键时，A选自嘧啶基、亚嘧啶基、三嗪基、亚三嗪基；当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C6的烷基、C6～C12芳基、C3～C12杂芳基。具体而言，通式(1)可以是以下通式(2)～通式(4)中的任一种：所述通式(4)中，Ar1’、Ar2’、Ar3’、L’、A’、n’、m’和p’分别与Ar1、Ar2、Ar3、L、A、n、m和p的范围相同，且L’连接于咔唑基团的2、7、3、6位之一。本专利技术采用2，7，3，6位连接的咔唑作为给体、被2～3个N取代的苯基作为受体得到的上述化合物中，给体和受体采用C-C连接，其作为主体材料能够有效地避免现有技术的高三线态主体材料中常见的由N-连接的咔唑的C-N键不稳定而导致的主体材料分解的问题。此外，受体连接于咔唑的1，4，5，8位时，得到的主体材料的稳定性经常不令人满意。其原因可能是由于咔唑环和苯环均为刚性结构，受体连接于咔唑的1，4，5，8位时，因空间位阻导致连接键键能削弱，从而易于断裂分解。另一方面，本专利技术人发现，通过对分子结构进行调控，即，对受体基团A以及间隔基团L进行限定，可以使上述化合物具有高的三线态能级(T1＞2.7eV)。具体而言，被2～3个N取代的苯基作为受体基团时，与咔唑的2，7，3，6位之一相连，能够得到具有稳定性较高的化合物。本专利技术人还发现，通过在给受体之间加入间隔基团(即，L不为单键的情况)，可以对共轭体系的大小进行调节，从而提高主体的三线态能级。将这二者结合在一起，就可以得到稳定性好的高三线态能级化合物。本专利技术人还发现，在二氮杂苯中，嘧啶作为受体基团最为优秀，即使在没有加入间隔基团的情况下(即，L为单键的情况)，使用嘧啶作为受体基团，得到的化合物的三线态能级大于2.7eV。因此，基于本专利技术上述技术方案能够得到一种稳定的、高三线态TADF材料，其能够单独用作有机电致发光器件的主体材料。在本专利技术的化合物中，L优选选自单键、亚苯基、亚吡啶基、亚三嗪基，更优选选自亚苯基、亚吡啶基、亚三嗪基。换句话说，更优选受体基团与咔唑不直接相连而是通过吡啶、苯、三嗪之类的间隔基团相连。如上所述，通过在给受体之间加入间隔基团，可以对共轭体系的大小进行调节，从而进一步提高主体的三线态能级。在本专利技术的化合物中，进一步优选连接L中芳香环与咔唑和A的化学键之间为间位关系。上述连接L中芳香环与咔唑和A的化学键之间为间位关系的情况可以形象地称为“扭曲的间隔基团”。以下述具体化合物P11为例，由于间隔基团(亚苯基)中芳香环与咔唑和A的化学键之间为间位关系，给体-间隔基团-受体-间隔基团-给体呈现“W”的扭曲状。本专利技术人发现，通过具有这样的结构，不仅能够进一步提高主体的三线态能级，而且使用该化合物作为主体材料的有机电致发光器件的电流效率较高，这是由于适当的能量差有利于能量在主客体之间的传递，较高的三线态能级更有利于能量由主体材料到染料的传递，从而获得更高的电流效率。需要说明的是，当q为2时(参见上述通式(4))，只要连接L中芳香环与咔唑和A的化学键之间为间位关系即可，对于连接L’中芳香环与咔唑和A的化学键之间的关系没有特别限定，但优选连接L’中芳香环与咔唑和A的化学键之间也为间位关系。在本专利技术的化合物中，Ar1和Ar2优选分别独立地选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基，或与其所在的苯环形成稠合芳环，更优选分别独立地选自氢、甲基、异丙基，或与其所在的苯环稠合形成萘环。在本专利技术的化合物中，Ar3优选为苯基或萘基。本专利技术的化合物优选具有以下结构中的任一种，但不限于以下结构：本专利技术的化合物优选三线态T1＞2.7eV。本专利技术提供一种热活性延迟荧光材料，其包含上述化合物。本专利技术还涉及上述化合物在有机电致发光器件中作为主体材料的应用。本专利技术提供一种有机电致发光器件，包括位于基板上的一对电极，以及位于电极之间有机层，所述有机层至少包括空穴传输层、发光层、电子传输层，其特征在于，所述有机层包含由以下通式(1)表示的化合物：其中，Ar1和Ar2分别独立地选自氢、C1～C6的烷基、C3～C6的取代或未取代的芳基或杂芳基，或者与其所在的苯环形成稠合芳环；Ar3选自C3～C12的取代或未取代芳基；L选自单键，C3～C6的亚芳基或亚杂芳基；n为选自0～4的整数，m为选自0～3的整数，p为1或2，q为1或2；A为被2～3个N取代的苯基或亚苯基；当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C6的烷基、C6～C12芳基、C3～C12杂芳基。在上述有机电致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，其特征在于，由以下通式(1)表示：

【技术特征摘要】
1.一种化合物，其特征在于，由以下通式(1)表示：其中，Ar1和Ar2分别独立地选自氢、C1～C6的烷基、C3～C6的取代或未取代的芳基或杂芳基，或者与其所在的苯环形成稠合芳环；Ar3选自C6～C12的取代或未取代芳基；L选自单键，C3～C6的亚芳基或亚杂芳基，且连接于咔唑的2、7、3、6位之一；n为选自0～4的整数，m为选自0～3的整数，p为1或2，q为1或2；A为被2～3个N取代的苯基或亚苯基；当L为单键时，A选自嘧啶基、亚嘧啶基、三嗪基、亚三嗪基；当上述基团存在取代基时，所述取代基选自C1～C6的烷基、C6～C12芳基、C3～C12杂芳基。2.根据权利要求1所述的化合物，其中，L选自亚苯基、亚吡啶基、亚三嗪基。3.根据权利要求2所述的化合物，其中，连接L中的芳香环与咔唑和A的化学键之间为间位关系。4.根据权利要求1所述的化合物，其中，Ar1和Ar2分别独立地选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基，或与其所在的苯环形成稠合芳环。5.根据权利要求1所述的化合物，其中，A选自吡嗪基、亚吡嗪基、嘧啶基、亚嘧啶基。6.根据权利要求1～5中任一项所述的化合物，其为以下结构中的任一种：7...

【专利技术属性】
技术研发人员：段炼，蔡明瀚，高文正，张春雨，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11