一种含氮杂环衍生物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种新型有机化合物，尤其涉及一种含氮杂环衍生物，并进一步公开其用于制备有机电致发光器件的应用。本发明专利技术公开的一类含氮杂环衍生物具有良好的载流子传输性，可在OLED器件中用作电子传输材料和磷光主体材料，器件测试数据显示，利用本发明专利技术所述衍生物用作有机电致发光器件中的电子传输材料，由于其具有很好的电子注入性、高迁移率并且具有高三线态能级，因而能够显著降低器件起亮和工作电压，并起到提高器件效率的作用；利用本发明专利技术所述衍生物用作有机电致发光器件中的磷光主体材料，由于其具有均衡的空穴和电子传输性能，以及具有合适的带隙有利于显著降低器件的起亮和工作电压并且具有高的三线态能级，有利于将激子能量有效的传递给磷光染料，起到提高器件效率的作用。

A nitrogenous heterocyclic derivative and its application

The invention relates to a new organic compound, in particular a nitrogenous heterocyclic derivative, and further open its application to the preparation of organic electroluminescent devices. A class of nitrogenous heterocyclic derivatives disclosed in the present invention has good carrier transmission and can be used as electronic transmission material and phosphor main material in OLED device. Device test data show that the derivative of the invention is used as an electronic transmission material in organic electroluminescent device, because it has good electron injection. With high mobility and high triplet state energy level, it can significantly reduce the light and working voltage of the device and improve the efficiency of the device; the derivative of the present invention is used as the main phosphor material in the organic electroluminescent device, because of its balanced hole and electron transport properties, and the use of the present invention. The appropriate band gap helps to significantly reduce the lighting and working voltage of the device and has a high three state energy level, which is beneficial to the effective transfer of exciton energy to phosphor dyes, which can improve the efficiency of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种含氮杂环衍生物及其应用
本专利技术涉及一种新型有机化合物，尤其涉及一种新型含氮杂环衍生物，并进一步公开其用于制备有机电致发光器件的应用。
技术介绍
电致发光现象最早在20世纪三十年代被发现，最初的发光材料为ZnS粉末，并由此发展出了LED技术，现在广泛的应用在了节能光源上。而有机电致发光现象是1963年Pope等人最早发现的，他们发现蒽的单层晶体在100V以上电压的驱动下，可以发出微弱的蓝光。直到1987年柯达公司的邓青云博士等人将有机荧光染料以真空蒸镀方式制成双层器件，在驱动电压小于10V的电压下，外量子效率达到了1％，使得有机电致发光材料及器件具有了实用性的可能，从此大大推动了OLED材料及器件的研究。有机电致发光显示器(以下简称OLED)具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、重量轻、组成和工艺简单等一系列的优点，与液晶显示器相比，有机电致发光显示器不需要背光源，视角大，功率低，其响应速度可达液晶显示器的1000倍，其制造成本却低于同等分辨率的液晶显示器，因此，有机电致发光器件具有广阔的应用前景。随着OLED技术在照明和显示两大领域的不断推进，人们对于其高效有机材料的研究更加关注，一个效率好寿命长的有机电致发光器件通常是器件结构与各种有机材料的优化搭配的结果，而往往材料的作用更加显著，可以说材料的性能是OLED技术的根本。OLED领域中的有机材料主要包括：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体(染料)等。在电致发光器件中传统使用的电子传输材料是Alq3，但Alq3的电子迁移率比较低(大约在10-6cm2/Vs)，影响了电致发光器件的电子传输性能。为了获得高性能的电子传输材料，要求材料具有高的电子迁移率，良好的成膜性，高热稳定性，以及合适的HOMO以及LUMO能级以匹配发光层主体材料能级，以实现良好的电子注入以及空穴阻挡功能。LG化学在CN101003508A中报道了一系列芘的衍生物，在电发光器件中用作电子传输和注入材料，提高了器件的发光效率。曹镛等人合成出FFF-Blm4(J.Am.Chem.Soc.；(Communication)；2008；130(11)；3282-3283)作为电子传输和注入层材料(与Ba/Al和单独用Al作为阴极相比较)，大大地改善了器件的电子注入和传输，提高了电发光效率。柯达公司在美国专利(公开号US2006/0204784和US2007/0048545)中，提到混合电子传输层，采用一种低LUMO能级的材料与另一种低起亮电压的电子传输材料和其他材料如金属材料等掺杂而成。基于这种混合电子传输层的器件，使器件效率得以提高，但增加了器件制造工艺的复杂性，不利于降低OLED成本。因此，如何克服目前电子传输材料迁移率低，三线态能级不高的缺陷，开发稳定、高效、高迁移率以及具有高三线态能级的电子传输材料，对于降低器件起亮和工作电压，提高器件效率，延长器件寿命以及减少OLED器件工艺复杂程度具有很重要的实际应用价值。目前商业化红、绿光材料一般采用含重金属的磷光材料，为了充分的发挥磷光染料的高效率，作为磷光主体材料，需要具有高于相应磷光发光材料的三线态能级，以保证充分的能量转移给发光材料实现高的发光效率，同时需要与相邻电子及空穴传输层材料相匹配的能级以方便载流子的注入，同时还要有相对平衡的载流子传输能力。常用的磷光主体材料CBP(特开2001-313178号公报)，具有良好的空穴传输性能，而在电子传输性能方面较差，导致载流子传输不均衡。而以TAZ作为主体材料(特开2002-352957号公报)则相反，具有很好地电子传输能力，可是空穴传输能力较差，同样也不能实现均衡的载流子传输。因此开发具有相对较均衡的电子和空穴传输性能的材料，将会对磷光器件的效率有明显提升。因此，如何克服现有有机电致发光化合物制成的器件工作电压高且电流密度及电流效率低的缺陷，开发具有均衡的载流子传输性能并避免在高亮度下的效率滚降的磷光主体材料，从而降低器件起亮和工作电压，提高器件效率，延长器件寿命，具有很重要的实际意义。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种含氮杂环化合物及其衍生物，并进一步提供了上述衍生物用于有机电致发光显示领域的应用，具体而言，所述衍生物在有机电致发光显示器中，用作磷光主体材料、电子传输材料之用。为解决上述技术问题，本专利技术所述的含氮杂环衍生物，其特征在于，具有如下通式(C)所示的结构：其中，Ar选自卤素，取代或未取代的C1～C30烷基，取代或未取代的C3～C30环烷基，取代或未取代的C2-C30杂环烷基，取代或未取代C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基，取代或未取代的C6～C30芳基，取代或未取代的C2～C30杂芳基；L自单键，取代或未取代C6～C30的芳基氨基或杂芳基氨基，取代或未取代的C6～C30芳基，取代或未取代的C2～C30杂芳基；所述杂芳基或所述杂芳基氨基中的杂原子为至少一个选自B、N、O、S、P、P(＝O)、Si和Se的杂原子。优选的，所述C1-C30的烷基选自C1-C10的烷基，并更优选自C1-C6的烷基；所述取代或未取代的环烷基选自C3-C6的环烷基；所述取代或未取代的芳基氨基或杂芳基氨基包括二芳基氨基、二(杂)芳基氨基、三芳基氨基或三(杂)芳基氨基；所述取代或未取代的杂环烷基选自具有C3-C10个环骨架原子且包含至少一个所述杂原子的杂环烷基；所述取代或未取代的芳基选自C6-C20的芳基；所述取代或未取代的杂芳基选自C2-C20的杂芳基。更优的，所述C1-C30的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、正辛基、异丁基或叔丁基；所述C3-C30的环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基和/或环己基；所述C6-C30的芳基氨基或杂芳基氨基包括二苯氨基、苯基萘基氨基、4-三苯氨基、3-三苯氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并呋喃-3-基)]苯基氨基或4-[N-苯基-N-(二苯并噻吩-3-基)]苯基氨基；所述C2-C30杂环烷基包括四氢呋喃、吡咯烷和/或四氢噻吩；所述C6-C30的芳基包括苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生物、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基和并四苯基；并且更优选地，所述联苯基选2-联苯基、3-联苯基和4-联苯基，所述三联苯基包括对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基；所述萘基为1-萘基和2-萘基所组成的组中；所述蒽基选自由1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基所组成的组中；所述芴基选自由1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基和9-芴基所组成的组中；所述芴基衍生物选自由9,9’-二甲基芴，9,9’-螺二芴和苯并芴所组成的组中；所述C2-C30的杂芳基包括噻唑、苯并噻唑、菲并咪唑、菲并苯并噻吩苯并咪唑、恶唑、恶二唑、三唑、吡啶、嘧啶、三嗪、恶硼杂环、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、苯并恶唑、菲并恶唑、菲并噻唑、联吡啶、菲啶、菲罗啉、咪唑并吡啶、咪唑并嘧啶、吩恶嗪、吩噻嗪、二甲基二氢吖啶、1,2,5,10-四氢二苯并硼杂苯、10,10-二甲基-5,10-四氢二苯并硼杂苯、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氮杂环衍生物，其特征在于，具有如下通式(C)所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种含氮杂环衍生物，其特征在于，具有如下通式(C)所示的结构：其中，Ar选自卤素，取代或未取代的C1-C30烷基，取代或未取代的C3-C30环烷基，取代或未取代的C2-C30杂环烷基，取代或未取代C6-C30的芳基氨基或杂芳基氨基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C2-C30杂芳基；L选自单键，取代或未取代C6-C30的芳基氨基或杂芳基氨基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C2-C30杂芳基。2.根据权利要求1所述的含氮杂环衍生物，其特征在于，所述杂芳基或所述杂芳基氨基中的杂原子为至少一个选自B、N、O、S、P、P(＝O)、Si和Se的杂原子。3.根据权利要求1或2所述的含氮杂环衍生物，其特征在于：所述C1-C30的烷基选自C1-C10的烷基；所述C3-C30的环烷基选自C3-C6的环烷基；所述C6-C30的芳基氨基或杂芳基氨基包括二芳基氨基、二(杂)芳基氨基、三芳基氨基或三(杂)芳基氨基；所述C2-C30的杂环烷基选自具有C3-C10个环骨架原子且包含至少一个所述杂原子的杂环烷基；所述C6-C30的芳基选自C6-C20的芳基；所述C2-C30的杂芳基选自C2-C20的杂芳基。4.根据权利要求1-3任一项所述的含氮杂环衍生物，其特征在于，所述C1-C30的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、正辛基、异丁基或叔丁基；所述C3-C30的环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基和/或环己基；所述C6-C30的芳基氨基或杂芳基氨基包括二苯氨基、苯基萘基氨基、4-三苯氨基、3-三苯氨基、4-[N-苯基-N-(二苯并呋喃-3-基)]苯基氨基或4-[N-苯基-N-(二苯并噻吩-3-基)]苯基氨基；所述C2-C30杂环烷基包括四氢呋喃、吡咯烷和/或四氢噻吩；所述C6-C30的芳基包括苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生物、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基和并四苯基；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范洪涛，邵爽，张伟，任雪艳，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，固安鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11