含氮化合物、电子元件和电子装置制造方法及图纸

本申请属于有机材料技术领域，提供了含氮化合物、电子元件和电子装置。所述含氮化合物的结构如式1所示，其中，X

【技术实现步骤摘要】
含氮化合物、电子元件和电子装置
本申请涉及有机材料
，尤其涉及一种含氮化合物、应用该含氮化合物的电子元件和应用该电子元件的电子装置。
技术介绍
随着电子技术的发展和材料科学的进步，用于实现电致发光或者光电转化的电子元器件的应用范围越来越广泛。该类电子元器件通常包括相对设置的阴极和阳极，以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成，且一般包括能量转化层、位于能量转化层与阳极之间的空穴传输层、位于能量转化层与阴极之间的电子传输层。举例而言，当电子元件为有机电致发光器件时，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的电致发光层、电子传输层和阴极。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向电致发光层移动，阳极侧的空穴也向发光层移动，电子和空穴在电致发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得电致发光层对外发光。目前市场普遍采用的电子传输材料三(8-羟基喹啉)铝为单极性传输材料，阳离子自由基不稳定，且电子迁移率低。虽然有报道采用新的高迁移率的电子传输材料可以提高器件发光效率，但是材料的热稳定性又不够好，因此影响了器件的稳定性和使用寿命。目前即具有优异的电子传输性能又具有热稳定的电子传输材料比较缺乏，因此，现有的电子传输层材料，其性能有待进一步地提高。所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种含氮化合物、电子元件和电子装置，以改善电子元件和电子装置的性能。为实现上述专利技术目的，本申请采用如下技术方案：根据本申请的第一个方面，提供了一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：其中，表示化学键；X1、X2、X3相同或不同，分别独立地选自C或N，且至少一个为N；R1、R2和R3分别独立地选自氢、或化学式1-1所示的基团，且所述R1、R2和R3仅有一个为化学式1-1所示的基团，当R1、R2或R3选自氢时，所述R1、R2或R3能被R5取代；R4、R5相同或不同，分别独立地选自氘、卤素、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为6～18的磷氧基；a选自0，1，2，3或4，当a大于1时，任意两个R4相同或不同；b选自0，1，2或3，当b大于1时，任意两个R5相同或不同；L选自单键、取代或未取代的碳原子数为6-30的亚芳基、取代或未取代的碳原子数为3-30的亚杂芳基；Ar1和Ar2分别独立地选自以下取代或未取代的基团：碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为3-30的杂芳基。本申请提供的含氮化合物，以含氮杂环为核与1、3或4位金刚烷芴结合的分子结构，一方面，由于含氮杂环化合物，可减小能级注入壁垒，进而降低有机电致发光器件的工作电压。同时，含氮杂环结构较稳定，不易分解，且耐高温能力强，从而可延长电子元件，如有机电致发光器件和光电转化器件的使用寿命。另一方面，金刚烷-芴基团有大的分子量，可以有效的提升材料的玻璃化转变温度，而其结构所具有的大的空间位阻，使材料不易结晶或聚集，使得材料在电子元件中具有更好的寿命。不仅如此，在含氮杂环的基础上引入金刚烷-芴基团作为电子注入和传输基团，使其具有富电子特性，整个分子的极性增强，更有利于材料分子的方向性排列，从而增强电子的注入和传输，增强电子传输材料的电子传导率，同时可以提高应用该含氮化合物的有机致电发光器件的发光效率，以及提高应用该含氮化合物的光电转化器件的转化效率。根据本申请的第二个方面，提供一种电子元件，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含上述的含氮化合物。按照本申请的一种实施方式，所述电子元件为有机电致发光器件。按照本申请的另一种实施方式，所述电子元件为太阳能电池。根据本申请的第三个方面，提供一种电子装置，包括上述的电子元件。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1是本申请实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。图2是本申请实施方式的光电转化器件的结构示意图。图3是本申请一实施方式的电子装置的结构示意图。图4是本申请一实施方式的电子装置的结构示意图。图中主要元件附图标记说明如下：100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；321、空穴传输层；322、电子阻挡层；330、有机电致发光层；340、空穴阻挡层；350、电子传输层；360、电子注入层；370、光电转化层；400、第一电子装置；500、第二电子装置。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本申请的主要技术创意。本申请提供一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：其中，表示化学键；X1、X2、X3相同或不同，分别独立地选自C或N，且至少一个为N；R1、R2和R3分别独立地选自氢、或化学式1-1所示的基团，且所述R1、R2和R3仅有一个为化学式1-1所示的基团，选自氢的当R1、R2或R3选自氢时，选自氢的所述R1、R2或R3能被R5取代；R4，R5相同或不同，分别独立地选自氘、卤素、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：/n

【技术特征摘要】
20191227 CN 20191138283801.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构如化学式1所示：



其中，表示化学键；
X1、X2、X3相同或不同，分别独立地选自C或N，且至少一个为N；
R1、R2和R3分别独立地选自氢或化学式1-1所示的基团，且所述R1、R2和R3仅有一个为化学式1-1所示的基团，当R1、R2或R3选自氢时，选自氢的所述R1、R2或R3能被R5取代；
R4、R5相同或不同，分别独立地选自氘、卤素、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为6～18的磷氧基；
a选自0，1，2，3或4，当a大于1时，任意两个R4相同或不同；
b选自0，1，2或3，当b大于1时，任意两个R5相同或不同；
L选自单键、取代或未取代的碳原子数为6-30的亚芳基、取代或未取代的碳原子数为3-30的亚杂芳基；
Ar1和Ar2分别独立地选自以下取代或未取代的基团：碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为3-30的杂芳基。


2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述L的取代基选自氘、卤素、氰基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为6～18的磷氧基；
所述Ar1和Ar2的取代基相同或不同，且分别独立地选自氘、卤素、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为6～18的磷氧基。


3.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，L选自单键、取代或未取代的成环碳原子数为6-25的亚芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5-18的亚杂芳基。


4.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，L选自单键、取代或未取代的碳原子数为6-25的亚芳基、取代或未取代的碳原子数为5-20的亚杂芳基。


5.根据权利要求1或2所述的含氮化合物，其特征在于，L选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代亚萘基、取代或未取代的亚菲基、取代或未取代的亚蒽基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚三联苯基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基、取代或未取代的亚N-苯基咔唑基；
优选地，L的取代基选自氘、卤素、氰基、碳原子数为6-12的芳基、碳原子数为5-18的杂芳基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为3-10的环烷基。


6.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，L选自单键或化学式j-1至化学式j-13所示的基团所组成的组：






其中，M2选自单键或者
Q1～Q5各自独立地选自N或者C(F5)，且Q1～Q5中至少一个选自N；当Q1～Q5中的两个以上选自C(F5)时，任意两个F5相同或者不相同；
Q6～Q13各自独立地选自N或者C(F6)，且Q6～Q13中至少一个选自N；当Q6～Q13中的两个以上选自C(F6)时，任意两个F6相同或者不相同；
Q14～Q23各自独立地选自N或者C(F7)，且Q14～Q23中至少一个选自N；当Q14～Q23中的两个以上选自C(F7)时，任意两个F7相同或者不相同；
Q24～Q33各自独立地选自N或者C(F8)，且Q24～Q33中至少一个选自N；当Q24～Q33中的两个以上选自C(F8)时，任意两个F8相同或者不相同；
E1～E14、F5～F8各自独立地选自：氘、卤素、氰基、碳原子数为3～18的杂芳基，碳原子数为6～18的任选的被氘、氟、氯或氰基取代的芳基，碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为8～12的芳基甲硅烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为6～18的磷氧基；
F5～F8中的任意一个还可以独立地选自氢；
er为取代基Er的数量，r为1～14的任意整数；当r选自1、2、3、4、5、6、9、13或14时，er选自0、1、2、3或者4；当r选自7或11时，er选自0、1、2、3、4、5或者6；当r为12时，er选自0、1、2、3、4、5、6或者7；当r选自8或10时，er选自0、1、2、3、4、5、6、7或者8；当er大于1时，任意两个Er相同或者不相同；
K3选自O、S、Se、N(E15)、C(E16E17)、Si(E16E17)；其中，E15、E16、E17各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～6的烯基、碳原子数为2～6的炔基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为2～10的杂环烷基、碳原子数为5～10的环烯基、碳原子数为4～10的杂环烯基，或者上述E16和E17相互连接以与它们共同连接的原子形成环；
K4选自单键、O、S、Se、N(E18)、C(E19E20)、Si(E19E20)；其中，E18、E19、E20各自独立地选...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，马天天，南朋，
申请(专利权)人：陕西莱特光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61