一种以氮杂苯为核心的有机化合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种以氮杂苯为核心的有机化合物及其应用，本发明专利技术所述化合物以氮杂二苯并五元环衍生物为支链，五元环中间有一个氮原子，这个氮原子通过单键、C6‑30亚芳基或C1‑10直链或支链烷基取代的亚烷基中的一种与氮杂苯结构相连。本发明专利技术化合物具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点，本发明专利技术化合物分子中的刚性基团可以提高材料的热稳定性，本发明专利技术化合物作为发光层材料应用于OLED，制作出的OLED器件具有良好的光电性能，能够更好的满足面板制造企业的要求。

An Organic Compound with Azabenzene as the Core and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种以氮杂苯为核心的有机化合物及其应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种以氮杂苯为核心的化合物及其作为发光层材料在有机电致发光器件上的应用。
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。有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△EST)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题:(1)设计分子的T1和S1态具有强的CT特征，非常小的S1-T1态能隙，虽然可以通过TADF过程实现高T1→S1态激子转化率，但同时导致低的S1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻T激子浓度猝灭效应，大多数TADF材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。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以氮杂苯为核心的有机化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本专利技术化合物基于TADF机理以氮杂苯为核心，作为发光层材料应用于有机电致发光器件，本专利技术制作的器件具有良好的光电性能，能够满足面板制造企业的要求。本专利技术的技术方案如下：一种以氮杂苯为核心的有机化合物，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，L表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子取代或未取代的5～60元亚杂芳基中的一种；所述杂原子为氮、氧或硫；通式(1)中，Y1～Y5分别独立地表示N或者C-R1，R1每次出现时相同或不同的表示为H、D、F、或C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团；所述C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团中的一个或多个H原子还可被D、F或C1～10的直链或支链烷基代替；Y1～Y5中至少有一个表示为N；通式(1)中，R采用通式(2)表示：通式(2)中，Z1～Z12分别独立地表示N或者C-R2，R2每次出现时相同或不同的表示为H、D、F、或C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团；所述C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团中的一个或多个H原子还可被D、F或C1～10的直链或支链烷基代替；Z1～Z12中含有1～4个为氮原子；通式(2)中，X1表示为氧原子、硫原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基中的一种。所述通式(2)表示为：优选结构为：通式(2)表示为并且X1表示为O原子时，Z4表示为C-R2。优选结构为：通式(2)表示为并且X1表示为S原子时，Z1～Z4均表示为C-R2。优选结构为：通式(2)表示为并且X1为C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基时，Z1～Z4均表示为C-R2。所述通式(2)表示为并且X1表示为烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基时，Z1～Z12中只含有1个氮原子，Z4不表示为氮原子。所述通式(1)中，L表示为单键、D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚苯基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚联苯基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚萘基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚吡啶基中的一种。所述通式(1)中表示的具体结构如下：所述有机化合物的具体结构式如下，但它们不限于此：化合物281～560为吡啶基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物561～840为嘧啶基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物841～1120为哒嗪基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物1121～1400为吡嗪基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团。一种包含所述有机化合物的有机电致发光器件，所述发光器件中以氮杂苯为核心的有机化合物作为发光层主体材料，用于制作有机电致发光器件。一种包含所述有机化合物的有机电致发光器件，所述发光器件中以氮杂苯为核心的有机化合物作为空穴阻挡/电子传输层材料，用于制作有机电致发光器件。一种制备所述有机化合物的方法，所述方法的反应方程式为：所述方法包括如下具体步骤：称取原料Ⅱ溶于乙酸中，用冰盐浴降温至0℃；称取液溴溶于冰醋酸中并缓慢滴加至含有原料Ⅱ的乙酸溶液中，滴加结束后，升至室温搅拌反应直至反应完全，反应结束后，向反应液中加入碱液中和，用二氯甲烷萃取，分层，取有机相过滤，滤液减压旋蒸至无馏分，过硅胶柱，得到中间体S；所述反应中，原料Ⅱ与液溴的摩尔比例为1:1～3；所述方法包括如下具体步骤：(1)称取中间体A溶于乙酸中，用冰盐浴降温至0℃；称取液溴溶于冰醋酸中并缓慢滴加至含有中间体A的乙酸溶液中，滴加结束后，升至室温搅拌反应直至反应完全，反应结束后，向反应液中加入碱液中和，用二氯甲烷萃取，分层，取有机相过滤，滤液减压旋蒸至无馏分，过硅胶柱，得到中间体B；所述反应中，中间体A与液溴的摩尔比例为1:1～3；(2)在通氮气保护下，称取中间体B、联硼酸频那醇酯、乙酸钾、Pd(dppf)Cl2、1,4-二氧六环，混合搅拌，加热至80～100℃，反应10～24小时，取样点板，显示无中间体B剩余，反应完全；自然冷却至室温，加水后有固体析出，过滤，滤饼用真空干燥箱烘干，然后过中性硅胶柱，得到中间体C；上述反应中，中间体B与联硼酸频那醇酯摩尔比为1:1～2；中间体B与乙酸钾的摩尔比为1:1～3；中间体B与Pd(dppf)Cl2的摩尔比为1:0.01～0.05；(3)称取中间体C和中间体S，用甲苯搅拌溶解，在惰性气氛下，加入碳酸钾、四三苯基磷钯、乙醇和水的混合溶液，搅拌升温至110-120℃，反应10-24小时，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤液分层，取有机相减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以氮杂苯为核心的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种以氮杂苯为核心的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，L表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子取代或未取代的5～60元亚杂芳基中的一种；所述杂原子为氮、氧或硫；通式(1)中，Y1～Y5分别独立地表示N或者C-R1，R1每次出现时相同或不同的表示为H、D、F、或C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团；所述C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团中的一个或多个H原子还可被D、F或C1～10的直链或支链烷基代替；Y1～Y5中至少有一个表示为N；通式(1)中，R采用通式(2)表示：通式(2)中，Z1～Z12分别独立地表示N或者C-R2，R2每次出现时相同或不同的表示为H、D、F、或C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团；所述C1-C20的酯族、芳族或杂芳族有机基团中的一个或多个H原子还可被D、F或C1～10的直链或支链烷基代替；Z1～Z12中含有1～4个为氮原子；通式(2)中，X1表示为氧原子、硫原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基中的一种。2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(2)表示为：3.根据权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(2)表示为并且X1表示为O原子时，Z4表示为C-R2。4.根据权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(2)表示为并且X1表示为S原子时，Z1～Z4均表示为C-R2。5.根据权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(2)表示为并且X1为C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基时，Z1～Z4均表示为C-R2。6.根据权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(2)表示为并且X1表示为烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基时，Z1～Z12中只含有1个氮原子，Z4不表示为氮原子。7.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(1)中，L表示为单键、D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚苯基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚联苯基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚萘基；D、F或C1～10的直链或支链烷基取代或未取代的亚吡啶基中的一种。8.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述通式(1)中表示的具体结构如下：9.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的具体结构式如下，但它们不限于此：化合物281～560为吡啶基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物561～840为嘧啶基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物841～1120为哒嗪基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团；化合物1121～1400为吡嗪基取代上述化合物1～280中氮杂苯基团。10.一种包含权利要求1～9任一项所述有机化合物的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光器件中以氮杂苯为核心的有机化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡啸，张兆超，李崇，张小庆，庞羽佳，
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