一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在OLED器件上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在OLED器件上的应用，该化合物以氰基氮杂苯为核心，以咔唑并环基团为支链。该化合物具有分子间不易结晶、不易聚集、成膜性良好的特点。将本发明专利技术化合物作为发光层材料应用于有机电致发光器件上，应用本发明专利技术化合物的有机电致发光器件具有良好的光电性能表现，可以更好的适应和满足面板制造企业的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在OLED器件上的应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在OLED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氰基氮杂苯为核心的化合物及其在OLED器件上的应用。本专利技术化合物基于TADF机理以含氰基氮杂苯为核心，作为发光层材料应用于有机发光二极管，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：一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X1、X2、X3、X4、X5分别独立的表示为氮原子或碳原子；且X1、X2、X3、X4、X5中最多有3个氮原子；通式(1)中，当X1、X2、X3、X4或X5为碳原子时，R1、R2、R3、R4、R5分别独立的表示为氢原子、氰基、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，且其中最少有1个为氰基；所述杂原子为氮、氧或硫；当X1、X2、X3、X4或X5为氮原子时，R1、R2、R3、R4、R5不表示为取代基；通式(1)中，Ar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；所述杂原子为氮、氧或硫；通式(1)中，R6表示为通式(2)或通式(3)所示结构；R7表示为通式(2)所示结构；通式(3)中，X6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；通式(2)通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL’1-CL’2键、CL'2-CL’3键或CL’3-CL’4键和通式(1)并环连接；通式(3)通过CL’1-CL’2键、CL'2-CL’3键或CL’3-CL’4键和通式(1)并环连接。在上述方案的基础上，本专利技术还可以做以下改进。优选的，一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，所述化合物的结构如通式(4)或通式(5)所示：优选的，一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，当X1、X2、X3、X4或X5为碳原子时，R1、R2、R3、R4、R5分别独立的表示为氢原子、氰基、苯基或吡啶基，且其中最少有1个为氰基；Ar表示为单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基或亚蒽基的一种。优选的，一种以氰基苯为核心的化合物，其特征在于通式(1)中表示为：中的任意一种。优选的，一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于所述表示为：或中的任意一种。优选的，一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，所述化合物的具体结构式为：(185)中的任意一种。本专利技术还提供一种以氰基氮杂苯为核心的化合物的方法，制备过程中发生的反应方程式是：当Ar表示单键时：具体制备步骤为：将原料E与中间体M1溶解于无水甲苯中，除氧后加入Pd2(dba)3、三叔丁基磷和叔丁醇钠,在惰性气氛下95～110℃反应10～24个小时，反应过程中不断用TLC监测反应进程，待原料反应完全后，冷却、过滤，将滤液旋蒸除去无水甲苯，粗产品过硅胶柱，得到目标化合物；其中，所述无水甲苯的用量为每克中间体M1使用30～50mL甲苯，所述原料E与中间体M1的摩尔比为1:1.0～1.5，Pd2(dba)3与原料E的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与溴代物E的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与原料E的摩尔比为2.0～3.0:1；当Ar不表示单键时将中间体M2和原料E溶解于甲苯和乙醇的混合溶液中，除氧后加入Pd(PPh3)4和K2CO3，在惰性气氛下95～110℃反应10～24个小时，反应过程中不断用TLC监测反应进程，待原料反应完全后，冷却、过滤，将滤液旋蒸除去溶剂，粗产品过硅胶柱，得到目标化合物；所述的甲苯和乙醇的用量为每克中间体M2使用30～50mL甲苯和5～10mL乙醇，原料E与中间体M2的摩尔比为(1～1.5):1，Pd(PPh3)4与中间体M2的摩尔比为(0.006～0.02):1，K2CO3与中间体M2的摩尔比为(1.5～2):1。本专利技术还提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括至少一层功能层含有所述的以氰基氮杂苯为核心的化合物。优选的，一种有机电致发光器件，包括发光层，所述发光层含有所述的以氰基氮杂苯为核心的化合物。本专利技术还提供一种照明或显示元件，包括所述的有机电致发光器件。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术化合物以氰基氮杂苯为母核，氰基氮杂苯基团处在同一个平面，具有更强的刚性，因此具有更好的成膜性；氰基氮杂苯基团是强吸电子基团，与咔唑并环类基团可形成较强的电荷转移作用，且具有较小的S1态和T1态的能级差，从而在热刺激条件下实现反向系间窜越，在能级符合的条件下同时具有双极性和TADF效应；同时由于氰基的化学稳定性和热稳定性，氰基氮杂苯具有较好的工业应用前景，适合作为发光层主体材料使用。进一步的，根据材料分子设计的不同，此类化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(1)所示：通式(1)中，X1、X2、X3、X4、X5分别独立的表示为氮原子或碳原子；且X1、X2、X3、X4、X5中最多有3个氮原子；通式(1)中，当X1、X2、X3、X4或X5为碳原子时，R1、R2、R3、R4、R5分别独立的表示为氢原子、氰基、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，且其中最少有1个为氰基；所述杂原子为氮、氧或硫；当X1、X2、X3、X4或X5为氮原子时，R1、R2、R3、R4、R5不表示为取代基；通式(1)中，Ar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；所述杂原子为氮、氧或硫；通式(1)中，R6表示为通式(2)或通式(3)所示结构；R7表示为通式(2)所示结构；通式(3)中，X6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；通式(2)通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL’1-CL’2键、CL'2-CL’3键或CL’3-CL’4键和通式(1)并环连接；通式(3)通过CL’1-CL’2键、CL'2-CL’3键或CL’3-CL’4键和通式(1)并环连接。2.根据权利要求1所述的一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(4)或通式(5)所示：3.根据权利要求1所述的一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于，当X1、X2、X3、X4或X5为碳原子时，R1、R2、R3、R4、R5分别独立的表示为氢原子、氰基、苯基或吡啶基，且其中最少有1个为氰基；Ar表示为单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基或亚蒽基的一种。4.根据权利要求1所述的一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征在于通式(1)中表示为：中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种以氰基氮杂苯为核心的化合物，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，李崇，张兆超，庞羽佳，唐丹丹，
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