一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物及其在OLED上的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物及其在OLED器件上的应用，本发明专利技术化合物结构中同时含有氮杂苯和蒽酮类结构，具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性；在可见光领域吸收低、折射率高，在应用于OLED器件的CPL层后，可有效提升OLED器件的光取出效率；本发明专利技术化合物还具有深的HOMO能级和高的电子迁移率，可作为OLED器件的空穴阻挡/电子传输层材料，可有效阻挡空穴或能量从发光层传递至电子层一侧，从而提升空穴和电子在发光层的复合效率，进而提升OLED器件的发光效率和使用寿命。

An organic compound based on azabenzene and anthrone structure and its application in OLED

【技术实现步骤摘要】
一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物及其在OLED上的应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种含有氮杂苯和蒽酮类结构结构的有机化合物及其在OLED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。OLED发光器件作为电流器件，当对其两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷时，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。当前，OLED显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展。但是，由于OLED的外量子效率和内量子效率之间存在巨大差距，极大地制约了OLED的发展。因此，如何提高OLED的光取出效率成为研究热点。ITO薄膜和玻璃衬底的界面以及玻璃衬底和空气的界面处会发生全反射，出射到OLED器件前向外部空间的光约占有机材料薄膜EL总量的20％，其余约80％的光主要以导波形式限制在有机材料薄膜、ITO薄膜和玻璃衬底中。可见常规OLED器件的出光效率较低(约为20％)，这严重制约了OLED的发展和应用。如何减少OLED器件中的全反射效应、提高光耦合到器件前向外部空间的比例(出光效率)引起人们的广泛关注。>目前，实现提高OLED外量子效率的一类重要方法是在基底出光表面形成如褶皱、光子晶体、微透镜陈列(MLA)和添加表面覆盖层等结构。前两种结构会影响OLED的辐射光谱角度分布，第三种结构制作工艺复杂，而使用表面覆盖层工艺简单，发光效率提高30％以上，尤为人们关注。根据光学原理，当光透射过折射率为n1的物质到折射率为n2的物质时(n1＞n2)，只有在arcsin(n2/n1)的角度内才能入射到折射率为n2的物质里，吸收率B可以用以下的公式计算：设n1＝n一般OLED有机材料＝1.70，n2＝n玻璃＝1.46，则2B＝0.49。假设向外传播的光全部被金属电极反射，则只有51％的光能被高折射率的有机膜和ITO层所波导，同样可以计算光从玻璃基底射出到空气时的透过率。因此从有机层发出的光射出器件的外部时，只有约17％的光能被人们所看见。因此，针对目前OLED器件光取出效率低的现状，需要在器件结构中增加一层CPL层，即光提取材料，根据光学吸收、折射原理，此表面覆盖层材料的折射率应该越高越好。目前对OLED发光器件提高性能的研究包括：降低器件的驱动电压、提高器件的发光效率、提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但需要从OLED器件结构和制作工艺的创新，更需要OLED光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能的OLED功能材料。
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基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物及其在OLED上的应用。本专利技术化合物含有氮杂苯及蒽酮类结构结构，具有较高的玻璃化温度，在可见光领域折射率高，在应用于OLED器件的CPL层后，可有效提升OLED器件的光取出效率；并且可作为OLED器件的空穴阻挡/电子传输层材料，阻挡空穴从发光层传递至电子层一侧，提高空穴和电子在发光层中的复合度，从而提升OLED器件的发光效率和使用寿命。本专利技术的技术方案如下：一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元亚杂芳基；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4可以相同或不同；通式(1)中，X在每次出现时，相同或不同地是C-H或N，且N原子个数为1或2；其中Ar1～Ar4在与X键合的情况下，所述X表示为碳原子；p、y为数字0、1、2或3；q、z分别独立的表示为数字0、1、2或3；m、n分别独立的表示为数字0、1、2、3或4，m与n不能同时为0；且m+n+p+y＝3或4；通式(1)中，R1和R4分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基、芳基或杂芳基取代的胺基；R1与R4可以相同或不同；通式(1)中，R2和R3分别独立地表示为通式(2)所示结构：通式(2)a每次出现相同或不同地取1，2或3；R5表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种；X7表示为单键、-O-、-S-、-C(R6)(R7)-或-Si(R8)(R9)-；所述R6～R9分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种，R6与R7、R8与R9可相互键结成环；所述取代的C6-60芳基、取代的5～60元杂芳基的取代基任选自卤素原子、氰基、C1-20的烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5～20元杂芳基或者芳基或杂芳基取代的胺基中的一种或多种；所述杂芳基中的杂原子选自氮、氧或硫。作为本专利技术的进一步改进，所述芳基或杂芳基取代的胺基为C6-20芳基或5-20元杂芳基取代的胺基。作为本专利技术的进一步改进，所述R1和R4分别独立地表示为通式(3)、通式(4)、通式(5)、通式(6)或通式(7)所示结构：通式(3)中，R10、R11分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基；R10与R11还可以相互键结成环；通式(3)和通式(4)中，R12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的取代或未取代的5～60元杂亚芳基；通式(5)中，Y每次出现时相同或不同地表示为氮原子或C(R15)；通式(6)和通式(7)中，Z每次出现时相同或不同地表示为氮原子或C(R16)；连接位点处的Y或Z表示为碳原子；通式(7)中，X8表示为-O-、-S-、-C(R17)(R18)-或-N(R19)-；所述R13～R16分别独立的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氰基、C1-10的烷基、卤素、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基；所述R17～R19分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种，R17与R18可相互键结成环；所述取代的C6-60芳基或亚芳基、取代的5～60元杂芳基或亚杂芳基的取代基任选自卤素原子、氰基、C1-20的烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：/n

【技术特征摘要】
20180905 CN 20181102850001.一种基于氮杂苯和蒽酮类结构的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如通式(1)所示：



Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元亚杂芳基；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4可以相同或不同；
通式(1)中，X在每次出现时，相同或不同地是C-H或N，且N原子个数为1或2；
其中Ar1～Ar4在与X键合的情况下，所述X表示为碳原子；
p、y为数字0、1、2或3；q、z分别独立的表示为数字0、1、2或3；m、n分别独立的表示为数字0、1、2、3或4，m与n不能同时为0；且m+n+p+y＝3或4；
通式(1)中，R1和R4分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基、芳基或杂芳基取代的胺基；R1与R4可以相同或不同；
通式(1)中，R2和R3分别独立地表示为通式(2)所示结构：



a每次出现相同或不同地取1，2或3；
R5表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种；
X7表示为单键、-O-、-S-、-C(R6)(R7)-或-Si(R8)(R9)-；
所述R6～R9分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种，R6与R7、R8与R9可相互键结成环；
所述取代的C6-60芳基和取代的5～60元杂芳基的取代基任选自卤素原子、氰基、C1-20的烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5～20元杂芳基、芳基或杂芳基取代的胺基中的一种或多种；
所述杂芳基中的杂原子选自氮、氧或硫。


2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R1和R4分别独立地表示为通式(3)、通式(4)、通式(5)、通式(6)或通式(7)所示结构：



通式(3)中，R10、R11分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基；R10与R11还可以相互键结成环；
通式(3)和通式(4)中，R12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的取代或未取代的5～60元杂亚芳基；
通式(5)中，Y每次出现时相同或不同地表示为氮原子或C(R15)；
通式(6)和通式(7)中，Z每次出现时相同或不同地表示为氮原子或C(R16)；
连接位点处的Y或Z表示为碳原子；
通式(7)中，X8表示为-O-、-S-、-C(R17)(R18)-或-N(R19)-；
所述R13～R16分别独立的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氰基、C1-10的烷基、卤素、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基；
所述R17～R19分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂芳基中的一种，R17与R18可相互键结成环；
所述取代的C6-60芳基或亚芳基、取代的5～60元杂芳基或亚杂芳基的取代基任选自卤素原子、氰基、C1-20的烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5～20元杂芳基中的一种或多种；
所述杂芳基中的杂原子选自氮、氧或硫。


3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构为通式(Ⅰ)～(Ⅳ)中任一种：





4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于所述化合物的结构为通式(4-1)～(4-5)中的任一种：








5.根据权利要求2所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立的表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚二联苯基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚呋喃基、取代或未取代的亚嘧啶基、取代或未取代的亚吡嗪基、取代或未取代的亚哒嗪基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚N-苯基咔唑基、取代或未取代的亚喹啉基、取代或未取代的亚异喹啉基、取代或未取代的亚萘啶基中的一种；
所述R5表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、丙基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、萘啶基、联苯基、吡啶基或呋喃基；
所述R6～R9每次出现时相同或不同地表示为甲基、丙基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、萘啶基、联苯基、吡啶基或呋喃基；
所述R10、R11分别独立的表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的呋喃基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基、取代或未取代的哒嗪基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的N-苯基咔唑基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的萘啶基；
所述R12表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚萘啶基；
所述R13～R16分别独立的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、丙基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基或呋喃基；
所述R17～R19分别独立的表示为甲基、丙基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基或呋喃基；
所述可取代基团的取代基任选自氰基、氟原子、甲基、丙基、乙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基或呋喃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李崇，蔡啸，唐丹丹，张兆超，
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