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一种含有三嗪的杂环化合物及其有机电致发光器件

文献发布时间:2024-04-18 19:48:15



技术领域

本发明涉及有机电致发光材料技术领域,具体涉及一种含有三嗪的杂环化合物及其有机电致发光器件。

背景技术

OLED(Organic Light Emitting Diode)是一种利用有机半导体功能材料,将电能直接转化为光能的技术。采用其制备的有机电致发光器件,具有全固态、材料选择范围宽、工作温度低、发光效率高、色彩对比度高、响应速度快、轻薄、视角宽、低功耗、可实现柔性显示等诸多特性,被普遍认为是最有发展前景的显示技术,并广泛应用于显示、照明以及平面光源等多个领域。

OLED的发光机理和过程是在外加电场的作用下,从阴、阳两极分别产生电子和空穴,被注入的电子和空穴在有机层内传输,并在发光层内复合,从而激发发光层分子产生激子,激子辐射衰减而发光。目前,利用此原理制作的有机电致发光器件多采用夹层式的三明治结构,即有机功能层处于在器件两侧的阴极和阳极之间。其中有机物层可以包含空穴注入层、空穴传输层、空穴辅助层、发光辅助层、电子阻挡层、发光层、电子缓冲层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、覆盖层等。由于电致发光器件具有独特的多层功能层结构,因此,研究构建不同功能层的有机材料至关重要。

有机电致发光器件所使用的材料主要可分为电子注入材料、电子传输材料、空穴阻挡材料、发光材料、电子阻挡材料、空穴传输材料、空穴注入材料等。虽然已经有大部分有机材料被广泛研究和使用,但是各个功能层的有机材料发展并不平衡。目前,发光材料和电子传输材料方面的研究仍然存在很大的问题。在发光材料方面,多采用主体-客体材料搭配的方式,而主体材料中电子和空穴传输的不平衡,导致激子形成效率降低,发光效率衰减;主体材料和客体材料的三线态能级不匹配,造成从客体材料到主体材料的能量回传,进一步导致有机电致发光器件的发光效率的降低。在电子传输材料方面,主要体现在普遍电子传输材料的电子迁移率远远低于空穴传输材料的空穴迁移率,使得电子和空穴的迁移不能达到平衡,激子不能有效复合,最终降低了有机电致发光器件的发光效率。其次,各个功能层材料能级不匹配,也会导致空穴和电子的注入势垒提高,从而导致驱动电压的提高,与此同时,电子或者空穴向空穴传输或电子传输层一侧逸散,不能高效在发光层复合发光,也会影响有机电致发光器件的发光效率和使用寿命。

为了进一步提高OLED的性能,改善有机电致发光器件的存在的问题,需要研发出性能更优的有机电致发光材料,其中发光层主体材料、电子传输材料或者空穴阻挡材料是重中之重。

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种含有三嗪的杂环化合物及其有机电致发光器件。

本发明提供了一种含有三嗪的杂环化合物,由下述式1表示,

其中,所述x相同或不同的选自C(R

所述R

所述Ar

所述Ar

所述*表示与L

所述X

所述R

所述R

所述环A选自如下基团中的一种,

所述*表示并环的位点;

所述s

所述R

所述Ar

所述E选自CR

所述X

所述X

所述R

所述R

所述R

所述R

所述L

所述L

另外,本发明还提供了一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

有益效果:本发明式1的含有三嗪的杂环化合物具有较高的三线态能级,既能有效降低电子传输的势垒,增强电子注入性能,降低有机电致发光器件的驱动电压,也能有效阻挡空穴向电子传输层一侧扩散,提高载流子在发光层的复合效率,进一步提高有机电致发光器件的发光效率,降低漏电情况的发生。同时,本发明提供的含有三嗪的杂环化合物还具有良好的电子迁移率、可以平衡发光层内的电子和空穴,有效的将电子和空穴限制在发光层内,使其复合形成激子进而发光,提高了有机电致发光器件的发光效率。

另外,本发明式1的杂环化合物以三嗪和分叉苯为核心,以稠噁唑基团为支链,其具有较高的三线态能级,良好的电子迁移率以及合适的HOMO、LOMO能级,作为电子型主体材料可以有效提高发光层内电子和空穴的复合效率,进而提高了有机电致发光器件的发光效率。同时,本发明提供的含有三嗪的杂环化合物由于空间位阻大,立体空间结构更稳定,也具有较高的分子热稳定性以及较好的成膜性,可以延长有机电致发光器件的使用寿命,是一种优异的有机电致发光材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所要求保护的范围内。

在本发明的化合物中,未指定为特定同位素的任何原子被包括作为该原子的任何稳定同位素,并且包含处于其天然同位素丰度与非天然丰度两者的原子。

本发明所述的卤素包括氟、氯、溴、碘。

本发明中,“取代或未取代的ZZ基”中的“未取代ZZ基”表示“ZZ基”的氢原子未被取代基替代。例如,“取代或未取代的C6~C60的芳基”中“未取代的芳基”是指“芳基”的氢原子未被取代基替代。以此类推。

本发明中,“取代或未取代的CXX~CYY的ZZ基”中的“CXX~CYY”表示未取代的“ZZ基”中的碳原子数,“ZZ基”具有取代基时,不包含取代基的碳原子数。例如,“取代或未取代的C6~C60的芳基”中的“C6~C60”表示未取代的“芳基”中的碳原子数,“芳基”具有取代基时,不包含取代基中的碳原子数。“取代或未取代的C3~C30的脂环与C6~C60的芳环的稠合环基”中的“C3~C30”表示未取代的“脂环”中的碳原子数,“脂环”具有取代基时,不包含取代基的碳原子数;“C6~C60”表示未取代的“芳环”中的碳原子数,“芳环”具有取代基时,不包含取代基的碳原子数。以此类推。

在本发明中,当取代基在芳香环上的位置不固定时,表示其可连接于所述芳香环的相应可选位点中的任一个。例如,

本发明中“相邻两个基团键合成环”是指通过相邻的基团彼此结合并任选地芳构化以形成取代或未取代的烃环或者取代或未取代的杂环。烃环可以为脂肪族烃环或芳族烃环。杂环可包括脂肪族杂环或芳族杂环。所述脂肪族烃环可以为饱和脂肪族烃环也可以为不饱和脂肪族烃环,所述脂肪族杂环可以为饱和脂肪族杂环也可以为不饱和脂肪族杂环。烃环和杂环可为单环或者多环基团。如下所示例:

另外,通过相邻的基团结合形成的环可与另一个环连接以形成螺结构。如下所示例:

本发明中,连接形成的环可以为三元环、四元环、五元环、六元环、七元环、八元环、稠合环、螺环等,例如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环戊烯、环己烯、苯、萘、菲、三亚苯、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉、喹唑啉、喹喔啉、芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑等,但不限于此。

本发明所述的“取代或未取代”中的“取代”表示基团上的至少一个氢原子被取代基所替换。当有多个氢被多个取代基替换时,所述多个取代基可以相同或者不同。上述被取代基所替换的氢的位置可以为任意位置。上述“取代或未取代”中的“取代”所代表的取代基包括如下所述基团,氘、氚、氰基、卤素、硝基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的C1~C15烷氧基、取代或未取代的C6~C20芳氧基、取代或未取代的C2~C15的杂环基、取代或未取代的C1~C15的烷基、取代或未取代的C3~C15的环烷基、取代或未取代的C6~C20的芳基、取代或未取代的C2~C20的杂芳基、取代或未取代的C3~C15的脂环与C6~C20的芳环的稠合环基、取代或未取代的C3~C15的脂环与C2~C20的杂芳环的稠合环基等。优选如下所述基团:氘、氚、氰基、卤素、硝基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基、降冰片烷基、莰烷基、异莰烷基、葑烷基、甲硅烷基、三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、三苯基硅烷基、苯基、联苯基、萘基、菲基、三亚苯基、蒽基、芘基、

本发明所述的烷基是指烷烃分子中去掉一个氢原子而成的烃基。所述烷基可以是直链烷基或支链烷基。本发明所述的链状烷基的碳原子数为三以上时,包含其异构体,例如丙基包含正丙基和异丙基;丁基包括正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基,以此类推。所述烷基的实例包括但不限于如下所述的基团,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基等,但不限于此。所述烷基的碳原子数为C1~C30,优选为C1~C25,优选为C1~C20,优选为C1~C15,再优选C1~C10。

本发明所述的“取代或未取代的甲硅烷基”是指—Si(R

本发明所述的环烷基是指环烷烃分子中去掉一个氢原子而成的烃基。所述环烷基包括单环环烷基、多环环烷基、桥环环烷基。所述环烷基的实例包括但不限于如下所述的基团,环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基、降冰片烷基、莰烷基、葑烷基、异莰烷基等,但不限于此。所述环烷基的碳原子数为C3~C30,优选为C3~C25,优选为C3~C20,优选为C3~C15,更优选为C3~C10。

本发明所述的脂杂环基是指脂杂环烃分子中去掉一个氢原子而成的二价基团,所述杂原子选自O、S、N、Si、B、P等,但不限于此。所述脂杂环基实例包括但不限于如下所述的基团:呋喃基、噻吩基、四氢噻吩基、四氢呋喃基等。所述脂杂环基的碳原子数为C3~C15,优选为C3~C10,优选为C3~C6。

本发明所述的芳基是指芳香族化合物分子的芳核碳上去掉一个氢原子后,剩下一价基团的总称。所述芳基包括单环芳基、多环芳基、稠环芳基或者其组合。所述芳基的实例包括但不限于如下所述的基团,苯基、联苯基、三联苯基、萘基、菲基、蒽基、三亚苯基、芴基、苯并芴基、螺二芴基、螺蒽芴基、芘基、

本发明所述的杂芳基是指芳基中的至少一个碳原子被杂原子取代的一价基团。所述杂原子选自O、S、N、Si、B、P等,但不限于此。所述杂芳基实例包括但不限于如下所述的基团,苯并呋喃基、萘并呋喃基、菲并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并二苯并呋喃基、苯并噻吩基、萘并噻吩基、菲并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并二苯并噻吩基、吲哚基、萘并吲哚基、咔唑基、苯并咔唑基、螺芴氧杂蒽基、螺芴硫杂蒽基、螺芴氮杂蒽基、螺芴硅杂蒽基、苯并二噁茂基、苯并二硫醚基、二氢异苯并呋喃基、二氢苯并呋喃基、二氢苯并噻吩基、二氢异苯并噻吩基、苯并二噁英基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、二氢吖啶基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基等,但不限于此。所述杂芳基的环原子数可以为5~40个,优选为6~30个,还优选为10~30个;所述杂芳基的碳原子数可以为C2~C60,优选为C2~C30,再优选为C2~C25,更优选为C3~C20。

本发明所述的脂环和芳环的稠合环基是指脂环与芳环稠合在一起后去掉一个氢原子,剩下一价基团的总称。所述脂环和芳环的稠合环基实例包括但不限于如下所述的基团,苯并环丙烷基、苯并环丁烷基、苯并环丁烯基、二氢茚基、茚基、四氢萘基、二氢萘基、苯并环庚烷基、苯并环庚烯基等,但不限于此。所述脂环的碳原子数为C3~C30,优选为C3~C20,优选为C3~C15,再优选为C3~C10,更优选C3~C8。所述芳环的碳原子数为C6~C60,优选为C6~C30,优选为C6~C25,优选为C6~C18,再优选为C6~C12,更优选C6~C10。

本发明所述的脂环和杂芳环的稠合环基是指脂环与杂芳环稠合在一起后去掉一个氢原子,剩下一价基团的总称。所述脂环和芳环的稠合环基实例包括但不限于如下所述的基团,吡啶并环丁烷基、吡啶并环戊烷基、吡啶并环己烷基、吡啶并环戊烯基、吡啶并环己烯基、嘧啶并环戊烷基、嘧啶并环己烷基等,但不限于此。所述脂环的碳原子数为C3~C30,优选为C3~C20,优选为C3~C15,再优选为C3~C10。所述杂芳环的碳原子数为C2~C60,优选为C2~C30,优选为C2~C25,优选为C2~C18,优选为C2~C12,更优选为C2~C10。

本发明所述的亚芳基是指芳香族化合物分子的芳核碳上去掉一个氢原子后,剩下一价基团的总称。所述亚芳基包括单环亚芳基、多环亚芳基、稠环亚芳基或者其组合。所述亚芳基实例包括但不限于如下所述的基团,亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚菲基、亚芴基、亚苯并芴基、亚二苯并芴基、亚萘并芴基、亚螺二芴基等,但不限于此。所述亚芳基的碳原子数为C6~C30,优选为C6~C25,优选为C6~C20,更优选C6~C18。

所述亚杂芳基是指亚芳基中的至少一个碳原子被杂原子取代的二价基团。所述杂原子选自O、S、N、Si、B、P等,但不限于此。所述亚杂芳基包括单环亚杂芳基、多环亚杂芳基、稠环亚杂芳基或者其组合。所述亚杂芳基实例包括但不限于如下所述的基团,亚吡啶基、亚嘧啶基、亚吡嗪基、亚哒嗪基、亚三嗪基、亚喹啉基、亚喹唑啉基、亚萘啶基等,但不限于此。所述亚杂芳基的碳原子数为C2~C30,优选为C2~C25,优选为C2~C20。

本发明所述的脂环和芳环的亚稠合环基是指脂环与芳环稠合在一起后去掉两个氢原子,剩下二价基团的总称。所述脂环和芳环的亚稠合环基的实例包括但不限于如下所述的基团,亚苯并环丙烷基、亚苯并环丁烷基、亚二氢茚基、亚茚基、亚四氢萘基、亚二氢萘基、亚苯并环庚烷基、亚苯并环丁烯基、亚苯并环庚烯基、亚萘并环戊烷基、亚萘并环己烷基等,但不限于此。所述脂环的碳原子数为C3~C25,优选为C3~C20,优选为C3~C15,再优选为C3~C8。所述芳环的碳原子数为C6~C30,优选为C6~C20,优选为C6~C18,优选为C6~C10。

本发明所述的脂环和杂芳环的亚稠合环基是指脂环与杂芳环稠合在一起后去掉两个氢原子,剩下二价基团的总称。所述脂环和杂芳环的亚稠合环基的实例包括但不限于如下所述的基团,亚吡啶并环丁烷基、亚吡啶并环戊烷基、亚吡啶并环己烷基、亚吡啶并环戊烯基等,但不限于此。所述脂环的碳原子数为C3~C25,优选为C3~C20,优选为C3~C15,再优选为C3~C8。所述杂芳环的碳原子数为C2~C30,优选为C2~C20,优选为C2~C18,优选为C2~C10。

本发明提供了一种含有三嗪的杂环化合物,由下述式1表示,

其中,所述x相同或不同的选自C(R

所述R

所述Ar

所述Ar

所述*表示与L

所述X

所述R

所述R

所述环A选自如下基团中的一种,

所述*表示并环的位点;

所述s

所述R

所述Ar

所述E选自CR

所述X

所述X

所述R

所述R

所述R

所述R

所述L

所述L

优选的,所述

所述n

所述R

再优选的,所述

所述R

进一步优选的,所述

最优选的,所述

优选的,所述Ar

所述z选自CR

所述X

所述X

所述R

所述R

所述R

所述R

优选的,所述Ar

所述r

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述Ar

所述X

所述R

所述R

所述m

所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述Ar

所述e

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述L

所述X

所述R

所述R

所述t

所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述R

优选的,所述的含有三嗪的杂环化合物选自如下所示结构中的至少一种,

以上列举了本发明式1所示的含有三嗪的杂环化合物的一些具体化学结构,但本发明不局限于所列的这些化学结构,凡是以式1所示结构为基础,取代基为如上所限定的基团都应包含在内。

另外,本发明还提供了一种有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括发光层和电子传输区域,所述发光层或电子传输区域含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括发光层,所述发光层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括发光层,所述发光层包括主体材料,所述主体材料含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极、有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括电子传输区域,所述电子传输区域含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极、有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括电子传输区域,所述电子传输区域包括电子传输层或空穴阻挡层中的至少一层,所述电子传输层或空穴阻挡层中的至少一层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极、有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括电子传输区域,所述电子传输区域包括电子传输层,所述电子传输层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

优选的,所述有机电致发光器件包括阳极、阴极、有机物层,所述有机物层位于阳极和阴极之间,所述有机物层包括电子传输区域,所述电子传输区域包括空穴阻挡层,所述空穴阻挡层含有上述本发明的含有三嗪的杂环化合物。

本发明的有机电致发光器件的功能层可以含有如下所述功能层中的至少一种,空穴注入层、空穴传输层、发光辅助层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、覆盖层等。凡是具有空穴注入和/或传输性质的功能层、电子注入和/或传输性质的功能层、发光性质的功能层或者光取出性质的功能层都应包含在内。每个功能层可以由单层薄膜构成,也可以由多层薄膜构成,每一层薄膜可以仅由一种材料组成也可以由多种材料组成。

本发明对有机电致发光器件中的各层薄膜的材料没有特别的限定,可以使用本领域中已知的物质。下面对上述提到的有机电致发光器件的各有机功能层以及器件两侧的电极分别进行介绍:

本发明的阳极优选具有较高的功函数的材料,可以为单层结构,也可以为多层复合结构。阳极包含但不限于如下所述材料,金属氧化物、金属和氧化物的组合、金属或其合金、叠层材料、导电聚合物等。具体实例可包括金(Au)、铂(Pt)、铝(Al)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡/银/氧化铟锡(ITO/Ag/ITO)、聚苯胺等,但不限于此。

本发明的空穴注入层优选具有较好的空穴注入能力、较合适的HOMO能级等性质的材料。空穴注入层包含但不限于如下所述材料,金属氧化物、酞菁金属配合物、芳胺衍生物、多氰基共轭有机物、聚合物等。具体实例可包括三氧化钼(MoO

本发明的空穴传输层优选具有较好的稳定性、较高的空穴迁移率的材料。空穴传输层包含但不限于如下所述材料,芳胺衍生物、咔唑衍生物、聚合物等。具体实例可包括N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)、N4,N4'-二(联苯-4-基)-N4,N4'-二苯基联苯-4,4'-二胺(TPD-10)、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)、1,3,5-三(9-咔唑基)苯(TCB)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、聚乙烯咔唑(PVC)等,但不限于此。

本发明的电子阻挡层优选具有较好的空穴传输能力以及阻挡电子能力的材料。电子阻挡层包含但不限于如下所述材料,芳胺衍生物、咔唑衍生物等。具体实例可包括N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-联苯胺(NPD)、N,N-二([1,1'-联苯]-4-)-(9H-咔唑-9-基)-[1,1'-联苯]-4-胺等,但不限于此。

本发明的发光层,包含主体材料和掺杂材料,发光材料可为红色发光材料、绿色发光材料、蓝色发光材料或者其组合。主体材料和掺杂材料的掺杂比例,可根据所用的材料而不同,通常掺杂材料的掺杂比例为0.01%~20%,优选为0.1%~15%,更优选为1%~10%。

发光层的主体材料不但需要具备双极性的电荷传输性质,同时需要恰当的能级,将激发能量有效地传递到客体发光材料。主体材料可以为一种材料,也可以为两种以上的材料。优选本发明式1的含有三嗪的杂环化合物。本发明式1的含有三嗪的杂环化合物既可以单独作为主体材料,也可以作为n-型主体材料与p-型主体材料组合使用,当与p-型主体材料组合使用时,本发明式1的含有三嗪的杂环化合物和p-型主体材料的重量比为1:99~99:1,优选为20:80~80:20。主体材料包含但不限于如下所述材料,杂环类化合物,芳族胺化合物,稠合芳族环衍生物,金属配合物,含硅类化合物等,具体实例可包括2,4-二(1,1'-联苯)-3-基)-6-(3-二苯并噻吩-4-基)苯基)-1,3,5-三嗪、4,4'-双(咔唑-9-基)联苯(CBP)、1,3-双(N-咔唑基)苯(MCP)、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯(TCP)、三[4-(芘基)-苯基]胺(TPyPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(ADN)、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)、1,3,5-三(1-芘基)苯(TSB3)、三(8-羟基喹啉)铝(Alq

掺杂材料可为荧光材料、磷光材料、TADF材料或者其组合。掺杂材料包含但不限于如下所述材料,金属配合物、芳族胺衍生物、苯乙烯胺化合物、稠合芳族化合物、杂环类化合物等。具体实例可包括双(2-(2-羟基苯基)-吡啶)铍(Bepp

本发明的空穴阻挡层优选具有较好的电子传输能力以及阻挡空穴能力的材料。空穴阻挡层包含但不限于如下所述材料,金属配合物、杂芳族化合物等。具体实例可包括二(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝(BAlq)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(BCP)等,但不限于此。优选本发明式1的含有三嗪的杂环化合物。

本发明的电子传输层优选具有较好的稳定性、较高的电子迁移率的材料,能够从阴极良好地接收电子并将其转移至发光层。电子传输层包含但不限于如下所述材料,金属配合物、杂芳族化合物、聚合物等。具体实例可包括8-羟基喹啉铝(Alq

本发明的电子注入材料需要具有较好的空穴注入能力、较合适的能级等性质,以便降低阴极和电子传输层之间的界面势垒,提升电子注入能力。电子注入层材料包含但不限于如下所述材料,金属、金属化合物、金属氧化物等。具体实例可包括镱(Yb)、氟化锂(LiF)、氟化镁(MgF)、8-羟基喹啉锂(LiQ)、碳酸铯(Cs

本发明的阴极优选具有较低的功函数的材料。阴极包含但不限于如下所述材料,金属或其合金、叠层材料等。具体实例可包括铝(Al)、银(Ag)、锂(Li)、镁(Mg)、镁:银(Mg:Ag)等,但不限于此。

对本发明有机电致发光器件中各层薄膜的制备方法没有特别限制,可以采用真空蒸镀法、溅射法、旋涂法、喷涂法、丝网印刷法、激光转印法等,但不限于此。

本发明的有机电致发光器件主要应用于信息显示技术领域和照明领域,在信息显示方面被广泛应用于各种信息显示,如手机、平板电脑、平板电视、智能手表、VR、车载系统、数码照相机、可穿戴设备等。

合成实施例

原料与试剂:本发明对以下合成实施例中所采用的原料或试剂没有特别的限制,可以为市售产品或采用本领域技术人员所熟知的制备方法制备得到。本发明所用的原料及试剂均为试剂纯。

仪器:G2-Si四极杆串联飞行时间高分辨率质谱仪(沃特斯公司,英国);Vario ELcube型有机元素分析仪(Elementar公司,德国)。

对本发明式1所示的含有三嗪的杂环化合物的制备方法没有特别限制,可以采用本领域的技术人员所熟知的常规方法。例如,碳碳偶联反应、硼酯化反应等,本发明式1所示的含有三嗪的杂环化合物如可以采用如下所示的合成路线进行制备。

所述Xn为卤素,例如Xn相同或不同的选自Cl、Br、I。

合成实施例1:中间体b-4的合成

在氮气保护下,将中间体b-4(27.29g,110.00mmol)、联硼酸频那醇酯(30.47g,120.00mmol)、K

将原料进行相应的替换,按照合成实施例1中间体b-4的制备方法,即可制备中间体b,原料如下表所示:

合成实施例2:中间体b-253的合成

中间体f-253的制备:

在氮气保护下,将b-151(63.20g,150.00mmol)、e-253(28.72g,150.00mmol)、Na

中间体b-253的制备:

在氮气保护下,将中间体f-253(44.65g,110.00mmol)、联硼酸频那醇酯(30.47g,120.00mmol)、K

合成实施例3:中间体b-490的合成

按照与合成实施例2相同的制备方法,将b-151、e-253分别替换为等摩尔的b-481、e-490,得到化合物b-490(41.80g),HPLC纯度≧99.87%。质谱m/z:513.1951(理论值:513.1934)。

合成实施例4:化合物4的合成

中间体B-4的制备:

在氮气保护下,将A-4(34.91g,110.00mmol)、a-4(13.97g,110.00mmol)、KOAc(21.59g,220.00mmol)加入到800mlTHF和200ml蒸馏水中,搅拌下加入Pd(dppf)Cl

中间体C-4的制备:

在氮气保护下,将B-4(21.81g,80.00mmol)、b-4(23.61g,80.00mmol)、Na

中间体D-4的制备:

在氮气保护下,将中间体C-4(18.04g,50.00mmol)、联硼酸频那醇酯(13.97g,55.00mmol)、K

化合物4的制备:

在氮气保护下,将D-4(13.57g,30.00mmol)、c-4(8.03g,30.00mmol)、Na

合成实施例5:化合物15的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-15、b-15,得到化合物15(14.15g),HPLC纯度≧99.91%。质谱m/z:628.2249(理论值:628.2263)。理论元素含量(%)C

合成实施例6:化合物37的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-37、b-37、c-37,得到化合物37(16.03g),HPLC纯度≧99.94%。质谱m/z:741.3456(理论值:741.3468)。理论元素含量(%)C

合成实施例7:化合物52的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-52、b-52、c-52,得到化合物52(14.72g),HPLC纯度≧99.97%。质谱m/z:700.2677(理论值:700.2658)。理论元素含量(%)C

合成实施例8:化合物63的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-63、b-63,得到化合物63(14.69g),HPLC纯度≧99.93%。质谱m/z:730.2492(理论值:730.2481)。理论元素含量(%)C

合成实施例9:化合物80的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-80、b-80,得到化合物80(15.19g),HPLC纯度≧99.98%。质谱m/z:778.2724(理论值:778.2733)。理论元素含量(%)C

合成实施例10:化合物98的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-98、b-98,得到化合物98(15.38g),HPLC纯度≧99.96%。质谱m/z:692.2220(理论值:692.2212)。理论元素含量(%)C

合成实施例11:化合物101的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-101、b-98,得到化合物101(16.08g),HPLC纯度≧99.94%。质谱m/z:754.2748(理论值:754.2733)。理论元素含量(%)C

合成实施例12:化合物120的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-120、b-120,得到化合物120(15.39g),HPLC纯度≧99.91%。质谱m/z:702.2411(理论值:702.2420)。理论元素含量(%)C

合成实施例13:化合物128的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-128、b-98、c-128,得到化合物128(17.07g),HPLC纯度≧99.95%。质谱m/z:902.3603(理论值:902.3621)。理论元素含量(%)C

合成实施例14:化合物149的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-149、b-149,得到化合物149(15.94g),HPLC纯度≧99.92%。质谱m/z:804.2897(理论值:804.2889)。理论元素含量(%)C

合成实施例15:化合物151的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-15、b-151,得到化合物151(15.27g),HPLC纯度≧99.97%。质谱m/z:678.2407(理论值:678.2420)。理论元素含量(%)C

合成实施例16:化合物158的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-158、b-158,得到化合物158(14.89g),HPLC纯度≧99.92%。质谱m/z:679.2363(理论值:679.2372)。理论元素含量(%)C

合成实施例17:化合物171的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-171、b-151,得到化合物171(17.03g),HPLC纯度≧99.93%。质谱m/z:810.2465(理论值:810.2453)。理论元素含量(%)C

合成实施例18:化合物178的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-151、b-151,得到化合物178(17.47g),HPLC纯度≧99.96%。质谱m/z:895.2966(理论值:895.2947)。理论元素含量(%)C

合成实施例19:化合物191的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-191、b-158,得到化合物191(17.20g),HPLC纯度≧99.95%。质谱m/z:830.3034(理论值:830.3046)。理论元素含量(%)C

合成实施例20:化合物245的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-245、b-245,得到化合物245(15.85g),HPLC纯度≧99.98%。质谱m/z:754.2725(理论值:754.2733)。理论元素含量(%)C

合成实施例21:化合物253的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-253、c-253,得到化合物253(17.44g),HPLC纯度≧99.91%。质谱m/z:880.3218(理论值:880.3202)。理论元素含量(%)C

合成实施例22:化合物267的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-267、b-151、c-267,得到化合物267(17.97g),HPLC纯度≧99.94%。质谱m/z:880.3215(理论值:880.3202)。理论元素含量(%)C

合成实施例23:化合物270的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-270、b-270、c-270,得到化合物270(16.38g),HPLC纯度≧99.93%。质谱m/z:779.2675(理论值:779.2685)。理论元素含量(%)C

合成实施例24:化合物273的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将A-4、a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的A-273、a-15、b-273、c-273,得到化合物273(13.68g),HPLC纯度≧99.97%。质谱m/z:680.2311(理论值:680.2325)。理论元素含量(%)C

合成实施例25:化合物274的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-274、b-274、c-274,得到化合物274(16.99g),HPLC纯度≧99.92%。质谱m/z:884.3032(理论值:884.3012)。理论元素含量(%)C

合成实施例26:化合物285的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-120、c-285,得到化合物285(14.43g),HPLC纯度≧99.95%。质谱m/z:658.1816(理论值:658.1827)。理论元素含量(%)C

合成实施例27:化合物302的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-274、b-270、c-302,得到化合物302(18.00g),HPLC纯度≧99.96%。质谱m/z:908.2770(理论值:908.2787)。理论元素含量(%)C

合成实施例28:化合物308的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-120、c-308,得到化合物308(16.87g),HPLC纯度≧99.91%。质谱m/z:814.1871(理论值:814.1861)。理论元素含量(%)C

合成实施例29:化合物309的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-270、c-309,得到化合物309(16.46g),HPLC纯度≧99.98%。质谱m/z:818.2696(理论值:818.2682)。理论元素含量(%)C

合成实施例30:化合物326的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将A-4、a-4、b-4分别替换为等摩尔的A-326、a-326、b-120,得到化合物326(15.60g),HPLC纯度≧99.94%。质谱m/z:742.2741(理论值:742.2733)。理论元素含量(%)C

合成实施例31:化合物365的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-365、b-158、c-365,得到化合物365(16.20g),HPLC纯度≧99.97%。质谱m/z:830.3057(理论值:830.3046)。理论元素含量(%)C

合成实施例32:化合物375的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-270、c-375,得到化合物375(17.14g),HPLC纯度≧99.93%。质谱m/z:906.3341(理论值:906.3359)。理论元素含量(%)C

合成实施例33:化合物397的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-397、b-397,得到化合物397(15.45g),HPLC纯度≧99.92%。质谱m/z:695.2132(理论值:695.2144)。理论元素含量(%)C

合成实施例34:化合物417的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-245、b-417、c-417,得到化合物417(14.73g),HPLC纯度≧99.98%。质谱m/z:654.2671(理论值:654.2662)。理论元素含量(%)C

合成实施例35:化合物427的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-427、c-427,得到化合物427(14.79g),HPLC纯度≧99.95%。质谱m/z:684.2362(理论值:684.2348)。理论元素含量(%)C

合成实施例36:化合物470的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-270、b-470、c-470,得到化合物470(16.48g),HPLC纯度≧99.94%。质谱m/z:795.2448(理论值:795.2457)。理论元素含量(%)C

合成实施例37:化合物481的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-481、c-481,得到化合物481(16.88g),HPLC纯度≧99.96%。质谱m/z:770.2520(理论值:770.2504)。理论元素含量(%)C

合成实施例38:化合物488的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-488、b-488,得到化合物488(17.27g),HPLC纯度≧99.93%。质谱m/z:810.2827(理论值:810.2817)。理论元素含量(%)C

合成实施例39:化合物490的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-15、b-490、c-490,得到化合物490(16.95g),HPLC纯度≧99.97%。质谱m/z:855.3370(理论值:855.3382)。理论元素含量(%)C

合成实施例40:化合物498的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-498、b-498,得到化合物498(15.77g),HPLC纯度≧99.92%。质谱m/z:772.2423(理论值:772.2409)。理论元素含量(%)C

合成实施例41:化合物529的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-529、b-529,得到化合物529(16.82g),HPLC纯度≧99.91%。质谱m/z:800.2051(理论值:800.2068)。理论元素含量(%)C

合成实施例42:化合物564的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4、c-4分别替换为等摩尔的a-564、b-488、c-564,得到化合物564(16.54g),HPLC纯度≧99.95%。质谱m/z:822.2551(理论值:822.2566)。理论元素含量(%)C

合成实施例43:化合物674的合成

按照与合成实施例4相同的制备方法,将a-4、b-4分别替换为等摩尔的a-674、b-674,得到化合物674(17.12g),HPLC纯度≧99.98%。质谱m/z:838.3781(理论值:838.3770)。理论元素含量(%)C

器件实施例

在本发明中,ITO/Ag/ITO或ITO玻璃基板由5%的玻璃清洗液超声清洗2次,每次20分钟,再由去离子水超声清洗2次,每次10分钟。依次使用丙酮和异丙酮超声清洗20分钟,120℃烘干。有机材料都是经过升华,纯度都在99.99%以上。

将测试软件、计算机、美国Keithley公司生产的K2400数字源表和美国PhotoResearch公司的PR788光谱扫描亮度计组成一个联合IVL测试系统来测试有机电致发光器件的驱动电压、发光效率、CIE色坐标。寿命的测试采用McScience公司的M6000 OLED寿命测试系统。测试的环境为大气环境,温度为室温。

实施例1:有机电致发光器件1的制备

在ITO阳极上真空蒸镀HAT-CN作为空穴注入层,厚度为8nm;在空穴注入层上真空蒸镀NPB作为空穴传输层,厚度为50nm;在穴传输层上真空蒸镀EB-1作为电子阻挡层,厚度为12nm;在空穴传输层上以1:1(wt%)的比率真空蒸镀本发明的化合物4和RH-1,并且将掺杂剂Ir(piq)

实施例2~40:有机电致发光器件2~40的制备

将实施例1发光层中的化合物4分别换成化合物15、化合物37、化合物52、化合物63、化合物80、化合物98、化合物101、化合物120、化合物128、化合物149、化合物151、化合物158、化合物171、化合物178、化合物191、化合物245、化合物253、化合物267、化合物270、化合物273、化合物274、化合物285、化合物302、化合物308、化合物309、化合物326、化合物365、化合物375、化合物397、化合物417、化合物427、化合物470、化合物481、化合物488、化合物490、化合物498、化合物529、化合物564、化合物674,其他步骤相同,得到有机电致发光器件2~40。

对比例1~4:对比有机电致发光器件1~4的制备

将实施例1发光层中的化合物4分别换成R-1、R-2、R-3、R-4,其他步骤相同,得到对比有机电致发光器件1~4。

本发明实施例1~40以及对比例1~4制备的有机电致发光器件的发光特性测试结果如表1所示。

表1有机电致发光器件的发光特性测试数据

由表1可以看出,与对比器件1~4相比,本发明的有机电致发光器件具有更低的驱动电压,更高的发光效率以及更长的使用寿命,器件的性能更加优异。

本发明式1的含有三嗪的杂环化合物作为电子型的主体材料,具有非常好的光电性能和稳定性,应用在有机电致发光器件的发光层中,能够有效的传输电子,有利于发光层内电子和空穴的平衡,提高电子和空穴的复合效率,使得有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,使用寿命延长。

实施例41:有机电致发光器件41的制备

在ITO阳极上真空蒸镀1-TNATA作为空穴注入层,厚度为15nm;在空穴注入层上真空蒸镀NPB作为空穴传输层,厚度为45nm;在空穴传输层真空蒸镀BH-1和BD-1(5wt%),形成发光层,厚度为30nm;在发光层上真空蒸镀本发明的化合物4作为电子传输层,厚度为35nm;在电子传输层上真空蒸镀LiF作为电子注入层,蒸镀厚度为1.0nm;在电子注入层上真空蒸镀Al作为阴极,厚度为190nm。

实施例42~80:有机电致发光器件42~80的制备

将实施例41电子传输层中的化合物4分别换成化合物15、化合物37、化合物52、化合物63、化合物80、化合物98、化合物101、化合物120、化合物128、化合物149、化合物151、化合物158、化合物171、化合物178、化合物191、化合物245、化合物253、化合物267、化合物270、化合物273、化合物274、化合物285、化合物302、化合物308、化合物309、化合物326、化合物365、化合物375、化合物397、化合物417、化合物427、化合物470、化合物481、化合物488、化合物490、化合物498、化合物529、化合物564、化合物674,其他步骤相同,得到有机电致发光器件42~80。

对比例5~8:对比有机电致发光器件5~8的制备

将实施例41电子传输层中的化合物4分别换成R-5、R-6、R-7、R-8,其他步骤相同,得到对比有机电致发光器件5~8。

本发明实施例41~80以及对比例5~8制备的有机电致发光器件的发光特性测试结果如表2所示。

表2有机电致发光器件的发光特性测试数据

由表2可以看出,与对比器件5~8相比,本发明的有机电致发光器件具有更低的驱动电压,更高的发光效率以及更长的使用寿命,器件的性能更加优异。

本发明式1的含有三嗪的杂环化合物具有较好的电子传输性能,能够高效的传输电子,并且具有合适的三线态能级,与其他相邻功能层更加匹配,结构更加稳定,使得有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,使用寿命延长。

实施例81:有机电致发光器件81的制备

在ITO阳极上真空蒸镀1-TNATA作为空穴注入层,厚度为12nm;在空穴注入层上真空蒸镀NPB作为空穴传输层,厚度为50nm;在空穴传输层真空蒸镀BH-1和BD-1(8wt%),形成发光层,厚度为32nm;在发光层上真空蒸镀本发明化合物4作为空穴阻挡层,厚度为15nm;在空穴阻挡层上真空蒸镀Alq

实施例82~120:有机电致发光器件82~120的制备

将实施例81空穴阻挡层中的化合物4分别换成化合物15、化合物37、化合物52、化合物63、化合物80、化合物98、化合物101、化合物120、化合物128、化合物149、化合物151、化合物158、化合物171、化合物178、化合物191、化合物245、化合物253、化合物267、化合物270、化合物273、化合物274、化合物285、化合物302、化合物308、化合物309、化合物326、化合物365、化合物375、化合物397、化合物417、化合物427、化合物470、化合物481、化合物488、化合物490、化合物498、化合物529、化合物564、化合物674,其他步骤相同,得到有机电致发光器件82~120。

对比例9~11:对比有机电致发光器件9~11的制备

将实施例81空穴阻挡层中的化合物4分别换成R-9、R-10、R-11,其他步骤相同,得到对比有机电致发光器件9~11。

本发明实施例81~120以及对比例9~11制备的有机电致发光器件的发光特性测试结果如表3所示。

表3有机电致发光器件的发光特性测试数据

由表3可以看出,与对比器件9~11相比,本发明的有机电致发光器件具有更低的驱动电压,更高的发光效率,器件的性能更加优异。这说明本发明式1的含有三嗪的杂环化合物具有较好的空穴阻挡能力,能够有效的阻挡发光层内的空穴逸出,使得发光层内电子和空穴高效复合,因此,有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高。

应当指出,本发明用个别实施方案进行了特别描述,但在不脱离本发明原理的前提下,本领域普通技术人可对本发明进行各种形式或细节上的改进,这些改进也落入本发明的保护范围内。

技术分类

06120116308097