一种以二苯并五元杂环为核心的化合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种以二苯并五元杂环为核心的化合物及其应用，属于半导体技术领域。本发明专利技术提供的化合物的结构如通式(1)或通式(2)所示；本发明专利技术的化合物含有二苯并五元杂环类母核结构，具有合适的HOMO和LUMO能级，较高的三线态能级(T1)以及较低的偶极矩。本发明专利技术化合物应用于OLED器件后，可有效提升器件的发光效率及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种以二苯并五元杂环为核心的化合物及其应用
本专利技术涉及一种以二苯并五元杂环为核心的化合物及其应用，属于半导体

技术介绍
当有机电致发光器件包括阳极、阴极以及设置在阳极和阴极之间的有机功能层，其中有机功能层是在阴极和阳极之间各层的总称。有机功能层包含发光层，在阳极和发光层之间可以存在空穴传输区域，并且在发光层和阴极之间可以存在电子传输区域。来自阳极的空穴可以通过空穴传输区域向发光层迁移，来自阴极的电子可以通过电子传输区域向发光层迁移。载流子(空穴和电子)在发光层中复合以产生激子，当激子从激发态降至基态时，发射光。影响有机电致发光器件的效率和寿命的因素包括：i)发光层中的电子和空穴是否平衡；ii)发光层中的发射区域是否广泛地均匀地分布在发光层中，而不是侧重于空穴传输层或电子传输层。所述发光层通常包含主体材料和掺杂材料，所述主体材料主要起到能量传递的作用，当仅将一类材料用作发光层中的主体时，不是所有的以上列出两种因素都可以满足。然而，如果满足下述内容，则所有的以上列出的条件都可以满足：a)将至少两类不同的材料用作主体，以及b)所述至少两类不同的材料的取代基的特性彼此不同。因此，当发光层包括下述时：(a)偏电子型主体和偏空穴型主体，以及(b)当偏电子型主体包括电子传输基团时，偏空穴型主体包括空穴传输基团，有机电致发光器件可以具有改善的效率和增加的寿命。现有技术中的双主体器件，多采用双咔唑类化合物用于空穴型材料，电子型材料多选用三嗪类，比如CN110785415A、CN111247226A等。发光层材料自身内部电子传输和空穴传输需要达到一个合适的平衡，才可以有效防止界面处发光，如果双主体中的空穴型材料和电子型材料匹配的不好，会使得器件在界面处复合，从而导致整个器件稳定性较差，寿命较短。现有技术中的双主体搭配方式不能使发光层中的电子传输和空穴传输达到一个合适的平衡，器件的效率和寿命仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种以二苯并五元杂环为核心的化合物。本专利技术的化合物含有二苯并五元杂环母核及杂蒽酮支链结构，合适的HOMO、LUMO能级，以及高的载流子迁移率，通过器件结构优化，可有效提升OLED器件的光电性能以及OLED器件的寿命。一种以二苯并五元杂环为核心的化合物，该化合物的结构如通式(1)或通式(2)所示：通式(1)、通式(2)中，X表示为-O-或-S-；Z1、Z2、Z3、Z4分别独立地表示为氮原子或C(Ea)，Z1、Z2、Z3、Z4每次出现相同或不同；Ea每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30芳基；相邻Ea还可以键结成环；Ar1、Ar2分别独立地表示为通式(3)或通式(4)所示结构；通式(3)、通式(4)中，Z5、Z6分别独立地表示为氮原子或C(Eb)，Z5、Z6每次出现相同或不同；L1、L2分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-30亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的C2-30亚杂芳基；Ar3表示为取代或未取代的C6-30的芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；Eb表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30的芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；相邻Eb还可以键结成环，“取代或未取代的”上述基团的取代基任选自：氰基、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C6-30芳基、C2-30的杂芳基中的一种或几种；所述杂芳基、亚杂芳基中杂原子任选自氧原子、硫原子或氮原子。优选方案，所述L1、L2各自独立地表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、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、取代或未取代的亚二甲基芴基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚N苯基咔唑基、取代或未取代的亚萘啶基中的一种；所述Ea每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基或取代或未取代的二苯基芴基；所述Eb每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基或取代或未取代的二苯基芴基；所述Ar3表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基、取代或未取代的二苯基芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的氮杂咔唑基中的一种；相邻Ea、相邻Eb还可以分别键结成苯环。“取代或未取代的”上述基团的取代基任选自氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、苯基、萘基、萘啶基、二联苯基、三联苯基、呋喃基、二苯并呋喃基、咔唑基或吡啶基中的一种或几种。优选方案，所述化合物的具体结构为如下化合物中的任一种：一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和有机功能层，所述有机功能层位于阳极和阴极之间，所述有机电致发光器件中的至少一层有机功能层含有所述的以二苯并五元杂环为核心的化合物。优选方案，所述有机功能层包括发光层，所述发光层包括主体材料和客体材料，主体材料含有所述的以二苯并五元杂环为核心的化合物。优选方案，所述发光层的主体材料包含作为偏电子型主体的以二苯并五元杂环为核心的化合物和作为偏空穴型主体的通式(5)或通式(6)表示的杂环化合物：通式(5)中，A1至A4彼此独立地表示为取代或未取代的C6-30芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；X1表示为O、S、N(Ra)、C(Rb)(Rc)、Si(Rb)(Rc)、P(Ra)、B(Ra)或P(＝O)(Ra)，其中Ra表示为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C6-30芳基或取代或未取代的C2-30的杂芳基；其中Rb、Rc彼此独立地表示为氢、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C6-30芳基或者取代或未取代的C3-30杂芳基，Rb、Rc相同或不同，L3、L4彼此独立地表示为：单键、取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代的C3-C10亚环烷基、取代或未取代的C6-30亚芳基或取代或未取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以二苯并五元杂环为核心的化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)或通式(2)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种以二苯并五元杂环为核心的化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)或通式(2)所示：



通式(1)、通式(2)中，X表示为-O-或-S-；
Z1、Z2、Z3、Z4分别独立地表示为氮原子或C(Ea)，Z1、Z2、Z3、Z4每次出现相同或不同；
Ea每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素原子、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30芳基；相邻Ea还可以键结成环；
Ar1、Ar2分别独立地表示为通式(3)或通式(4)所示结构；



通式(3)、通式(4)中，Z5、Z6分别独立地表示为氮原子或C(Eb)，Z5、Z6每次出现相同或不同；
L1、L2分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-30亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的C2-30亚杂芳基；
Ar3表示为取代或未取代的C6-30的芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；
Eb表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30的芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；相邻Eb还可以键结成环，
“取代或未取代的”上述基团的取代基任选自：氰基、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C6-30芳基、C2-30的杂芳基中的一种或几种；
所述杂芳基、亚杂芳基中杂原子任选自氧原子、硫原子或氮原子中的一种或几种。


2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述L1、L2各自独立地表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、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、取代或未取代的亚二甲基芴基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚N苯基咔唑基、取代或未取代的亚萘啶基中的一种；
所述Ea每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基或取代或未取代的二苯基芴基；
所述Eb每次出现相同或不同的表示为氢原子、氕原子、氘原子、氚原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基或取代或未取代的二苯基芴基；
所述Ar3表示为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的二联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二甲基芴基、取代或未取代的二苯基芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的氮杂咔唑基中的一种；
相邻Ea、相邻Eb还可以分别键结成苯环。
“取代或未取代的”上述基团的取代基任选自氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、金刚烷基、苯基、萘基、萘啶基、二联苯基、三联苯基、呋喃基、二苯并呋喃基、咔唑基或吡啶基中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的化合物，其特征于，所述化合物的具体结构为如下化合物中的任一种：














4.一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和有机功能层，所述有机功能层位于阳极和阴极之间，所述有机功能层包括发光层，其特征在于，所述发光层包括主体材料和客体材料，主体材料含有权利要求1～3任一项所述的以二苯并五元杂环为核心的化合物。


5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的主体材料包含作为偏电子型主体的权利要求1～3任一项所述的以二苯并五元杂环为核心的化合物和作为偏空穴型主体的通式(5)或通式(6)表示的杂环化合物：



通式(5)中，A1至A4彼此独立地表示为取代或未取代的C6-30芳基、取代或未取代的C2-30的杂芳基；
X1表示为O、S、N(Ra)、C(Rb)(Rc)、Si(Rb)(Rc)、P(Ra)、B(Ra)或P(＝O)(Ra)，其中Ra表示为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C6-30芳基或取代或未取代的C2-30的杂芳基；其中Rb、Rc彼此独立地表示为氢、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C6-30芳基或者取代或未取代的C3-30杂芳基，Rb、Rc相同或不同，
L3、L4彼此独立地表示为：单键、取代或未取代的C1-C10亚烷基、取代或未取代的C3-C10亚环烷基、取代或未取代的C6-30亚芳基或取代或未取代的C3-30亚杂芳基；
a1、a2彼此独立地表示为1、2、3或4；
b1、b2、b3、b4、b5彼此独立地表示为1、2、3或4；
R1表示为取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C6-30芳基或取代或未取代的C3-30杂芳基，
R2至R5彼此独立地表示为氢、氘、卤素、羟基、氰基、硝基、氨基、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10烷氧基、取代或未取代的C3-C10环烷基、取代或未取代的C6-30芳基、取代或未取代的C6-30芳氧基、取代或未取代的C6-30芳硫基或取代或未取代的C3-30杂芳基；
通式(6)中，L5、L6独立地为单键、取代或未取代的C6-30亚芳基、取代或未取代的C2-30亚杂芳基，
R10、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，殷梦轩，李崇，崔明，
申请(专利权)人：江苏三月科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32