CN104672229A - 一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物及其应用 - Google Patents

一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物,具有如式(1)所示的结构:其中:Ar选自亚芴基或亚茚并芴基;R1和R2独立地选自H、取代或未取代的C1-12的脂肪族烷基、C1-12的脂肪族环烷基、C6-30的芳基、C6-30的杂环芳基其中之一;R3选自C1-12的脂肪族烷基、C1-12的脂肪族环烷基或碳原子数为6-30的芳基;R4选自H、C1-12的脂肪族烷基、C1-12的脂肪族环烷基或C6-30的芳基;L1和L2独立选自单键、C1-20的亚烷基、C6-30的取代或未取代的亚芳基或杂亚芳基;前提是R1和R2不同时为H。该类化合物性质稳定,制备工艺简单,在电致发光器件中用作磷光主体材料时,器件表现出较高的发光效率和较低的启亮电压。

Description

一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物及其应用
技术领域
本发明涉及一种新型有机材料,及其在有机电致发光显示技术领域中的应用。
背景技术
电致发光材料和器件经过多年的研究和发展,已经达到了实用化水平,各种材料,例如空穴材料,电子材料,发光材料,显示器件制备技术,已经取得了长足的进展。随着研究工作的深入和实用化过程中对材料的要求,用磷光作为发光材料的优势日益显明。磷光材料的发光效率高于荧光材料3至4倍,对许多要求亮度较高的显示产品来说,用磷光材料是首要选择。器件中的磷光发光层由二类材料共蒸形成,一类是主体材料,占共蒸组分的90%左右,另一类是磷光染料,占共蒸组分的10%左右。传统使用的在磷光主体材料是4,4’-N,N’-二咔唑联苯。该材料有较高的三线态能级,能与磷光染料很好地匹配,但由于该材料分子量较小(分子量484),使得玻璃化温度较低(Tg约1100C或一下),在使用过程容易结晶,形成岛状,引起不亮点,器件寿命变短。对新磷光主体材料的开发和研究工作在不断进行,其中有将吡啶基引入材料结构中的研究专利(申请号200680047266.5,公开号CN101331626A),也有将嘧啶基引入材料结构中的研究专利(申请号200580014777.2,公开号CN1951155A),都不同程度取得较好的改进效果。
因此,基于现有的研究,进一步开发稳定高效的磷光主体材料,从而降低起亮电压,提高器件效率,具有很重要的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是提出一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物,该类化合物可以用于有机电致发光显示领域,在有机电发光器件中的有机发光功能层中用作磷光主体材料,进而得到驱动电压低,电流效率高、半衰期较长的有机电致发光器件。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明提供的含有咪唑并[1,2,a]吡啶基团和咔唑基团的磷光主体材料,具有较高的分子量,有利于玻璃化温度的提高,同时,咪唑并[1,2,a]吡啶基团和咔唑基团通过亚芴基、亚茚並芴基等稠环芳基基团相连接,该化合物上的各取代基处于非平面状态,使得整个分子在空间立体上形成一定程度上的扭曲,分子的空间立体结构不规整,有利于形成无定型膜,特别是在有咔唑基存在的基础上,本发明引入咪唑并[1,2,a]吡啶基团,有效地调节了材料的三线态能级(T1)。当将本发明的材料作为磷光主体用于电致发光器件的时候,电致发光在启亮电压、亮度、使用寿命等各方面都有明显的改善。
为此,本发明提供了一种具有如式(1)所示的结构的含咔唑-3-基基团的芴类化合物:
其中:
Ar选自亚芴基或亚茚并芴基;
R1和R2分别独立地选自H、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基、碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为6-30的取代或未取代的杂环芳基其中之一;
R3选自碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基或碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基;
R4选自H、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基或碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基;
L1和L2分别独立选自单键、碳原子数为1-20的亚烷基、碳原子数为6-30的取代或未取代的亚芳基或碳原子数为6-30的取代或未取代的杂亚芳基;
前提是R1和R2不同时为H。
进一步的,通式(4)所示结构可直接和咪唑并[1,2,a]吡啶基团连接,或者,当R1或R2为H时,通式(4)所示结构通过R1或R2与咪唑并[1,2,a]吡啶基团相连,也是就说通式(4)所示结构直接连接在R1或R2的位置上;
进一步的,所述R1和R2分别独立地选自H、甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基、萘基、萘基苯基其中之一。
通式(1)中,当Ar不是单键时,Ar的骨架结构选自下述结构:
进一步的,所述R3选自甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基其中之一。
进一步的,所述R4选自H、甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基其中之一。
进一步的,所述桥联基团L1和L2独立选自单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚吡啶基其中之一。
进一步的,当R1或R2不为H时,所述R1或R2选自下述结构:
为了更清楚说明本发明内容,下面具体叙述本发明涉及到的化合物的优选结构:
本发明提供了一种可应用于有机电致发光器件中的含咔唑-3-基基团的芴类化合物。
进一步的,所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物在有机电致发光器件中可用作磷光主体材料。
本发明还提供了一种有机电致发光器件,包括基板,以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光功能层和阴极层;所述的有机发光功能层包括空穴传输层、有机发光层以及电子传输层,所述有机发光层的主体材料为一种或多种所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物。
进一步的,在有机电致发光器件中,所述发光层由主体材料和发光染料组成,所述发光染料为磷光染料。
本发明开发出的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,制备工艺简单、易行且该材料具有良好的热稳定性,有与磷光染料相匹配的分子轨道和三线态能级(T1),在有机电致发光器件中是很好的磷光主体材料。
具体实施例
本发明中所用的吡啶衍生物、苯基溴代醛酮、芳基硼酸衍生物、咔唑基硼酸衍生物等基础化工原料均可在国内化工产品市场买到,各种稠环芳烃溴代物、稠环芳烃硼酸衍生物均可用普通有机方法合成。
实施例1
以下结构化合物的合成
第一步,
在一50ml的烧瓶中加入2-氨基-5-溴吡啶0.892g(5mmol),1.7g的2-溴-2-苯基苯乙酮(6mmol),碳酸氢钠0.491g(6mmol),异丙醇15ml,回流搅拌12hrs,蒸除异丙醇,加入30ml异丙醇和60ml二氯甲烷,收集有机相,用柱色谱分离产物,石油醚和乙酸乙酯淋洗,3:1配比。得到1.17g,67%产率,mp=198-199℃。
第二步,
在一500毫升三口瓶,配磁力搅拌,Ar气保护,加入14.9g的2,3-二苯基-6-溴咪唑并[1,2,a]吡啶(分子量348,0.0428mol)和120ml的THF,冷至-78℃,滴加25ml2M的nBuLi(0.05mol),温度一直维持在-78℃,搅拌10min后在-78℃时滴加30ml的B(OiPr)3(0.153mol),搅至室温后加入稀酸水解,上层是白色固体。过滤,分出固体产物,水层中和至中性,用乙酸乙酯提取,提取液蒸干,加入稀碱,用乙酸乙酯提走在碱中未溶杂质,水层中和至中性,有白色固体析出,过滤,得到产物。共得11.7g固体产物,分子量314,产率86.46%。
第三步,
在一500毫升三口瓶,配电动搅拌,Ar气保护,加入16.7g的咔唑(分子量167,0.10mol),2-溴-7-碘-9,9-二甲基芴44g(分子量398,0.11mol),碘化亚铜1.9g(分子量190,0.01mol),碳酸钾28g(分子量138,0.203mol),18-冠-6用1.2g(分子量264,0.00455mol),加入溶剂DMPU共250ml。回流搅拌4小时,用TLC监控反应。反应完全后,自然搅拌降温至800C以下,即加入500ml水,搅拌,有淡黄色固体产物析出,滤出,晾干。用硅胶柱色谱分离,得到微黄色产物35.7g,分子量437,纯度98.0%,产率80.2%。
第四步,
1000毫升三口瓶,配磁力搅拌,加入2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸9.42g(分子量314,0.03mol),7-(咔唑-9-基)-2-溴-9,9-二甲基芴12.3g(分子量437,0.028mol),Pd(PPh3)4使用量1.8g(分子量1154,0.00155mol),碳酸钠175ml(2M),甲苯175ml,乙醇175ml。氩气置换后,回流,用TLC监控反应,4小时后反应完全,降温,分出有机层,蒸干,用1/10的乙酸乙酯/石油醚进行柱分离,得到14.31g的化合物,分子量627,纯度98.5%,产率74.5%。
产物MS(m/e):627,元素分析(C46H33N3):理论值C:88.01%,H:5.30%,N:6.69%;实测值C:88.03%,H:5.29%,N:6.68%。
实施例2
化合物1的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用2-溴-7-碘-四甲基茚并[3,2,b]芴代替2-溴-7-碘-9,9-二甲基芴,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,其它原料和过程不变,得到化合物1。
产物MS(m/e):819,元素分析(C61H45N3):理论值C:89.34%,H:5.53%,N:5.12%;实测值C:89.33%,H:5.57%,N:5.10%。
实施例3
化合物2的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用2-溴-7-碘-四甲基茚并[3,2,b]芴代替2-溴-7-碘-9,9-二甲基芴,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-7-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物2。
产物MS(m/e):819,元素分析(C61H45N3):理论值C:89.34%,H:5.53%,N:5.12%;实测值C:89.31%,H:5.52%,N:5.17%。
实施例4
化合物3的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用2-溴-7-碘-四甲基茚并[3,2,b]芴代替2-溴-7-碘-9,9-二甲基芴,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(3-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-2-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物3。
产物MS(m/e):819,元素分析(C61H45N3):理论值C:89.34%,H:5.53%,N:5.12%;实测值C:89.30%,H:5.53%,N:5.17%。
实施例5
化合物4的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用2-溴-7-碘-四甲基茚并[3,2,b]芴代替2-溴-7-碘-9,9-二甲基芴,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(2-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物4。
产物MS(m/e):819,元素分析(C61H45N3):理论值C:89.34%,H:5.53%,N:5.12%;实测值C:89.28%,H:5.55%,N:5.17%。
实施例6
化合物5的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,其它原料和过程不变,得到化合物5。
产物MS(m/e):703,元素分析(C52H37N3):理论值C:88.73%,H:5.30%,N:5.97%;实测值C:88.76%,H:5.32%,N:5.92%。
实施例7
化合物6的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基-6-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,其它试剂和过程不变,得到化合物6。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.34%,H:5.32%,N:5.34%。
实施例8
化合物7的合成
合成过程分作三步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,对溴苯基苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到第二步反应产物一溴中间体;第三步反应同于实施例1第四步,用第二步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,得到化合物6。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.35%,H:5.29%,N:5.36%。
实施例9
化合物8的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用4-(N-苯基咔唑-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,其它试剂和过程不变,得到化合物8。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.34%,H:5.28%,N:5.38%。
实施例10
化合物9的合成
合成过程分作二步,分别同于实施例1第四步反应。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-7-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它原料和过程不变,得到化合物9。
产物MS(m/e):703,元素分析(C52H37N3):理论值C:88.73%,H:5.30%,N:5.97%;实测值C:88.74%,H:5.34%,N:5.92%。
实施例11
化合物10的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基-6-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-7-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物10。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.34%,H:5.28%,N:5.38%。
实施例12
化合物11的合成
合成过程分作三步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,对溴苯基苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到第二步反应产物一溴中间体;第三步反应同于实施例1第四步,用第二步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-7-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,得到化合物11。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.30%,H:5.34%,N:5.36%。
实施例13
化合物12的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用4-(N-苯基咔唑-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-7-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物12。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.33%,H:5.32%,N:5.35%。
实施例14
化合物13的合成
合成过程分作二步,分别同于实施例1第四步反应。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(3-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-2-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它原料和过程不变,得到化合物13。
产物MS(m/e):703,元素分析(C52H37N3):理论值C:88.73%,H:5.30%,N:5.97%;实测值C:88.71%,H:5.34%,N:5.95%。
实施例15
化合物14的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基-6-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(3-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-2-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它原料和过程不变,得到化合物14。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.32%,H:5.34%,N:5.34%。
实施例16
化合物15的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用4-(N-苯基咔唑-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(3-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-2-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物15。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.30%,H:5.33%,N:5.37%。
实施例17
化合物16的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(2-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物16。
产物MS(m/e):703,元素分析(C52H37N3):理论值C:88.73%,H:5.30%,N:5.97%;实测值C:88.75%,H:5.31%,N:5.94%。
实施例18
化合物17的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用N-苯基-6-苯基咔唑-3-硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(2-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物17。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.32%,H:5.32%,N:5.36%。
实施例19
化合物18的合成
合成过程分作二步。第一步反应同于实施例1第四步,用4-(N-苯基咔唑-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸作原料,其它试剂和过程不变,得到相应的一溴中间体;第二步反应同于实施例1第四步,用第一步合成的一溴中间体代替3-溴-7-(咔唑-9基)-9,9-二甲基芴,用4-(2-苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-3-基)苯硼酸代替2,3-二苯基咪唑并[1,2,a]吡啶-6-硼酸,其它试剂和过程不变,得到化合物18。
产物MS(m/e):779,元素分析(C58H41N3):理论值C:89.31%,H:5.30%,N:5.39%;实测值C:89.34%,H:5.31%,N:5.35%。
下面是本发明化合物的应用实施例:
实施例20:电致发光器件的制备及结果
制备器件的优选实施方式:
(1)器件设计
为了方便比较这些材料的性能,本发明设计了一简单电致发光器件(基片/阳极/空穴传输层(HTL)/磷光染料/磷光主体(EL)/电子传输层(ETL)/阴极),仅使用化合物1、3、7、8、10、12、13、15、17和18作为磷光主体材料例证,CBP或NPB或mCP作为磷光主体比较材料,Ir(ppy)3、Ir(piq)3和Firpic分别作为磷光染料。CBP和磷光染料的结构为:
基片可以使用传统有机发光器件中的基板,例如:玻璃或塑料。在本发明的器件制作中选用玻璃基板,ITO作阳极材料。
空穴传输层可以采用各种三芳胺类材料。在本发明的器件制作中所选用的空穴传输材料是NPB。
在本发明的器件制作中所选用的电子传输材料是Bphen。
阴极可以采用金属及其混合物结构,如Mg:Ag、Ca:Ag等,也可以是电子注入层/金属层结构,如LiF/Al、Li2O/Al等常见阴极结构。在本发明的器件制作中所选用的电子注入材料是LiF,阴极材料是Al。
(2)器件制作
将涂布了ITO透明导电层的玻璃板在商用清洗剂中超声处理,在去离子水中冲洗,在丙酮:乙醇混合溶剂中超声除油,在洁净环境下烘烤至完全除去水份,用紫外光和臭氧清洗,并用低能阳离子束轰击表面;
把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内,抽真空至1×10-5~9×10-3Pa,在上述阳极层膜上真空蒸镀NPB作为空穴传输层,蒸镀速率为0.1nm/s,蒸镀膜厚为40nm;
在空穴传输层之上真空蒸镀本发明的磷光主体材料(以1、3、7、8、10、12、13、15、17和18为例),同时共蒸镀磷光染料Ir(ppy)3(或FIrpic,或Ir(piq)3),磷光主体材料也可用CBP或NPB或mCP代替。磷光主体和染料共蒸镀作为器件的发光层,蒸镀速率为0.1nm/s,蒸镀总膜厚为30nm,发光染料Ir(ppy)3的掺杂浓度为10%,FIrpic的掺杂浓度为12%,Ir(piq)3的掺杂浓度为5%,这里所说的掺杂浓度是指发光染料与主体材料的蒸镀速率比值为10:100,12:100,5:100;
在发光层之上真空蒸镀一层化合物Bphen作为器件的电子传输层,其蒸镀速率为0.1nm/s,蒸镀总膜厚为20nm;
在电子传输层(ETL)上真空蒸镀LiF作为电子注入层,厚度0.5nm。在LiF层之上蒸镀Al层作为器件的阴极,厚度为150nm。
器件性能见下表(器件结构:ITO/NPB(40nm)/磷光染料/磷光主体(30nm)/Bphen(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm))
以上结果表明,本发明的新型有机材料用于有机电致发光器件,可以有效的降低起降电压,提高电流效率,是性能良好的磷光主体材料。
尽管结合实施例对本发明进行了说明,但本发明并不局限于上述实施例,应当理解,在本发明构思的引导下,本领域技术人员可进行各种修改和改进,所附权利要求概括了本发明的范围。

Claims (12)

1.一种含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,具有如式(1)所示的结构:
其中:
Ar选自亚芴基或亚茚并芴基;
R1和R2分别独立地选自H、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基、碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为6-30的取代或未取代的杂环芳基其中之一;
R3选自碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基或碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基;
R4选自H、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族烷基、碳原子数为1-12的取代或未取代的脂肪族环烷基或碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基;
L1和L2分别独立选自单键、碳原子数为1-20的亚烷基、碳原子数为6-30的取代或未取代的亚芳基或碳原子数为6-30的取代或未取代的杂亚芳基;
前提是R1和R2不同时为H。
2.根据权利要求1所述的咪唑并吡啶衍生物,其特征在于,所述R1和R2分别独立地选自H、甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基、萘基、萘基苯基其中之一。
3.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,当Ar不是单键时,所述Ar选自下述结构:
4.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,所述R3选自甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基其中之一。
5.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,所述R4选自H、甲基、乙基、丙基、正丁基、正戊基、正己基、苯基、甲苯基、乙苯基、联苯基其中之一。
6.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,当R1或R2不为H时,所述R1或R2选自下述结构:
7.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,所述桥联基团L1和L2独立选自单键、亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚吡啶基其中之一。
8.根据权利要求1所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,其特征在于,所述的有机化合物选自以下结构式:
9.一种权利要求1-8任一项所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,应用于有机电致发光器件中。
10.根据权利要求9所述的一种应用于有机电致发光器件的含咔唑-3-基基团的芴类化合物,可用作磷光主体材料。
11.一种有机电致发光器件,包括基板,以及依次形成在所述基板上的阳极层、有机发光功能层和阴极层;所述的有机发光功能层包括空穴传输层、有机发光层以及电子传输层,其特征在于:
所述有机发光层的主体材料为一种或多种如权利要求1-8中任一项所述的含咔唑-3-基基团的芴类化合物。
12.根据权利要求10所述的一种有机电致发光器件,其特征在于,所述发光层由主体材料和发光染料组成,所述发光染料为磷光染料。
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