一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物、发光材料及有机发光元件制造技术

本发明专利技术提供了一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物、发光材料及有机发光元件。所述化合物以电子受体部分为核，四周连接有电子给体，通过片段的选择搭配，得到了光谱分布在蓝光附近的TADF分子，具有衰减快的荧光成分和衰减慢的延迟荧光成分，能有效抑制OLED器件发光层内形成高能激子，从而保护发光层，减慢发光层老化，延长OLED器件寿命。

A nitrogen-containing heterocyclic compound, light-emitting material and organic light-emitting element with four donor groups

【技术实现步骤摘要】
一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物、发光材料及有机发光元件
本专利技术涉及一种化合物、发光材料和有机发光元件，尤其涉及一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物、发光材料及与使用该发光材料的有机发光元件。
技术介绍
有机电致发光二极管(OrganicLightEmittingDiodes，OLEDs)因其在平板显示和照明领域的应用收到极大关注。其中，发光材料的性能对整个器件性能的影响十分显著。有机发光材料根据发光机理大致可以分为：传统荧光材料、磷光材料和热活化延迟荧光(TADF)材料。荧光材料为最早应用的第一代OLED材料,此类材料受自旋禁阻的限制只能利用25％的单线态激子发光,限制了器件的效率。1998年Forrest报道了磷光材料发光，器件达到了100％的内量子效率，但是磷光材料价格比较高，器件的稳定性也比荧光的差，且蓝色磷光材料的效率和寿命一直达不到产业的要求。TADF材料通过三线态激子的反转换实现100％的发光效率，其发光效率可以和磷光材料相媲美。以其高效，无需贵金属，低成本等受到了关注。但目前已发现的TADF材料较少，性能也有待提高，新型的可用于OLED器件的TADF材料亟待开发。
技术实现思路
为了开发更多种类、更高性能的TADF材料，本专利技术的目的在于提供一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物、发光材料及有机发光元件。本专利技术提供了一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物，其特征在于，具备下述通式(1)所表示的结构，通式(1)中，A～F表示碳或者氮，其中A～F中的至少两个是氮；所述R1～R4彼此独立地表示含氮杂环结构的经取代或未取代的芳基，或经取代或未取代的杂芳基。进一步的，所述含氮杂环化合物为下述结构式Ⅰ至Ⅵ中任意一种；所述R1～R4彼此独立地表示含氮杂环结构的经取代或未取代的芳基，或经取代或未取代的杂芳基。进一步的，所述R1～R4彼此独立地表示经取代或未取代的咔唑基，经取代或未取代的吖啶基，或者经取代或未经取代的吩恶嗪基。进一步的，所述取代基为卤原子、取代氨基、经取代或未取代的烷基、经取代或未取代的烷氧基、经取代或未取代的芳基、经取代或未取代的杂芳基、经取代或未取代的芳氧基、经取代或未取代的杂芳氧基。进一步的，所述R1～R4彼此独立地选自下述结构式中的任一种，本专利技术提供了一种发光材料，其特征在于包含权利要求1-5中任一项所述的含氮杂环化合物。进一步的，所述发光材料放射延迟荧光。本专利技术提供了一种有机发光元件，在其衬底上具有包含所述含氮杂环化合物的发光层。进一步的，所述发光层包含主体材料和所述含氮杂环化合物。本专利技术具备的有益效果是：1.该系列分子以电子受体部分为核，四周连接有电子给体。这种给体包裹受体的结构能有效抑制OLED器件发光层内形成高能激子，从而保护发光层，减慢发光层老化，有助于延长器件寿命。2.该系列分子以sp2氮为受体。研究认为，sp2氮上的孤对电子可与空间邻近苯环上的氢之间形成氢键，从而限制了分子扭转，提高了分子的平面性，有助于提高该分子在器件中载流子的迁移率。3.该系列分子通过片段的选择搭配，得到了光谱分布在蓝光附近的TADF分子，实验证实该系列分子可用于制备高效的OLED器件。对目前的TADF材料来讲，短波段也就是蓝光附近的发光分子相对缺乏。附图说明图1是本实施例1中化合物4Cz2py的甲苯溶液的发光光谱和吸收光谱；图2是将化合物4Cz2py掺杂入不同主体材料中测量的光致发光光谱；图3是将化合物4Cz2py掺杂在mCP中的瞬态发光光谱；图4是将化合物4Cz2py掺杂在DPEPO中的瞬态发光光谱；图5是本实施例2中化合物4tBuCz2py的甲苯溶液的发光光谱和吸收光谱；图6是将化合物4tBuCz2py掺杂入不同主体材料中测量的光致发光光谱；图7是将化合物4tBuCz2py掺杂在mCP中的瞬态发光光谱；图8是将化合物4tBuCz2py掺杂在DPEPO中的瞬态发光光谱；图9是有机电致发光元件的结构示意图；图10是本实施例3中的OLED器件的电流密度-外量子效率曲线；图11是本实施例3中的OLED器件的电致发光光谱；图12是本实施例3中的OLED器件的电压-电流密度-发光强度曲线；图13是本实施例3中的OLED器件的电流密度-电流效率曲线；图14是本实施例3中的OLED器件的电流密度-功率效率曲线。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。本专利技术提供了一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物，可以用作发光材料和制备有机发光元件。所述含氮杂环化合物为下述结构式Ⅰ至Ⅵ中任意一种；其中，R1～R4彼此独立地表示经取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基，或经取代或未取代的杂芳基。作为本专利技术的优选实施方式，所述R1～R4彼此独立地选自下述结构式中的任一种，作为本专利技术的优选实施方式，分别将结构式A-1和结构式A-3作为结构式Ⅰ的四个给体基团，合成四咔唑联吡啶(4Cz2Py)和四叔丁基咔唑联吡啶(4tBuCz2Py)，具体制备过程如下：第一步：四氯联吡啶(4Cl2Py)的合成。取一洁净干燥的50mL三颈烧瓶，分别投入2,6-二氯-4-碘吡啶0.84g(3.07mmol)，金属铟(In)0.15g(1.36mmol)，氯化锂(LiCl)0.24g(5.76mmol)，醋酸钯(Pd(OAc)2)0.03g(0.12mmol)。放入磁子后将三颈烧瓶两头用橡胶塞密封，一头接上冷凝管并接入抽换气系统，反复抽真空、充氮气三次。而后用20mL针管抽取20mLN-甲基吡咯烷酮(NMP)，扎入橡胶塞将溶剂注入到三颈烧瓶中。对反应体系进行磁力搅拌，并通过注入针头向溶液体系鼓入氮气5分钟，而后拔除针头，对反应体系进行油浴加热。体系温度维持在100℃，6小时后停止加热，使反应体系冷却至室温。随后，用300mL去离子水和100mL二氯甲烷多次萃取，取有机相利用旋转蒸发仪干燥得到粗产品。将得到的粗产品通过色谱柱进行分离提存，得到四氯联吡啶(4Cl2Py)0.32mg。第二(1)步：四咔唑联吡啶(4Cz2Py)的合成。取一洁净干燥的50mL三颈烧瓶，分别投入四氯联吡啶(4Cl2Py)0.31g(1.04mmol)，咔唑(Cz)1.05g(6.31mmol)，碳酸铯(Cs2CO3)2.61g(8.01mmol)。放入磁子后将三颈烧瓶两头用橡胶塞密封，一头接上冷凝管并接入抽换气系统，反复抽真空、充氮气三次。而后用20mL针管抽取20mLN,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，扎入橡胶塞将溶剂注入到三颈烧瓶中。对反应体系进行磁力搅拌，并通过注入针头向溶液体系鼓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物，其特征在于，所述含氮杂环化合物具备下述通式(1)所表示的结构，/n

【技术特征摘要】
1.一种具有四个给体基团围绕的含氮杂环化合物，其特征在于，所述含氮杂环化合物具备下述通式(1)所表示的结构，



通式(1)中，A～F表示碳或者氮，其中A～F中的至少两个是氮；所述R1～R4彼此独立地表示含氮杂环结构的经取代或未取代的芳基，或经取代或未取代的杂芳基。


2.根据权利要求1所述的含氮杂环化合物，其特征在于，所述含氮杂环化合物为下述结构式Ⅰ至Ⅵ中任意一种；



所述R1～R4彼此独立地表示含氮杂环结构的经取代或未取代的芳基，或经取代或未取代的杂芳基。


3.根据权利要求2所述的含氮杂环化合物，其特征在于，所述R1～R4彼此独立地表示经取代或未取代的咔唑基，经取代或未取代的吖啶基，或者经取代或未经取代的吩恶嗪基。


4.根据权利要求3所述的含氮杂环化合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋勇诗，程聪，王浩男，张其胜，
申请(专利权)人：浙江虹舞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33