CN115141137A - 苯并芴类化合物与有机电致发光器件、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电致发光领域，公开一种苯并芴类化合物与有机电致发光器件、显示装置。该苯并芴类化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：
Description
技术领域
本申请涉及电致发光领域，特别涉及一种苯并芴类化合物与有机电致发光器件、显示装置。
背景技术
当前，有机电致发光(OLED)显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展。在近30年的发展过程中，人们研制出了各种性能优良的OLED材料，并通过对器件结构的不同设计，和对器件寿命、效率等性能的优化，加快了OLED的商业化进程，使得OLED在显示和照明领域得到了广泛应用。
为了满足人们对于OLED器件的更高要求，本领域亟待开发更多种类、更高性能的OLED材料。
发明内容
本申请公开了一种苯并芴类化合物与有机电致发光器件、显示装置，使用本申请化合物的材料的有机电致发光器件具有较低的驱动电压和较高的电流效率，并且寿命较长。
为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：
一种苯并芴类化合物，如式(Ⅰ)所示，
其中，Ar1、Ar4选自氢、苯、联苯；
m，n选自0，1，2，3，4，5；并且m+n大于等于1；并且n选自0时：m选自2，3，4，5，Ar1选自苯，或者m选自1，Ar1选自联苯；
Ar2、Ar3独立的选自X、Y、Z，并且Ar2、Ar3中至少一个选自Y和Z中的一个；
R1、R2选自1～6个碳原子的取代或未取代的烷基，6～13个碳原子的取代或未取代的芳基，并且R1、R2可以通过单键连结成环；
式(Ⅰ)所示可以被一个或者多个R取代，R选自氘、F、CN、1～6个碳原子的取代或未取代的烷基、6～13个碳原子的取代或未取代的芳基；
不包括以下化合物：
进一步的，Ar2、Ar3中至少一个选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2：
进一步的，Ar2选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2，Ar3选自X。
进一步的，Ar2、Ar3选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2。
进一步的，Ar2、Ar3选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2，并且Ar2、Ar3不相同。
进一步的，m选自0，n选自1。
进一步的，m选自1，n选自1。
进一步的，m、n其中一个选自2，另外一个选自0。
进一步的，R1、R2选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苯基、联苯基。
进一步地，所述苯并芴类化合物选自以下结构中的一种及其异构体：
所述异构体是指：
以上所列举的具体结构中，咔唑环N原子上的苯环的取代基Ar1在特定位置连接，在式X中，Ar4也在对应苯环的特定位置连接，当Ar1、Ar4选自联苯基时，所述联苯的两个苯环也在特定位置连接。
对于以上具体结构，Ar1在苯环上任意可能的连接和/或Ar4在苯环上任意可能的连接和/或当Ar1、Ar4选自联苯基时，所述联苯的两个苯环任意可能连接所构成的结构，定义为上述化合物1-60的异构体，也在本发明的范围之内。
举例说明如下：
化合物3结构如下：
其异构体包括以下两个结构：
化合物13结构如下：
其异构体包括但不限于以下结构：
其它化合物的异构体可以参照上面文字解释和具体例子理解。
一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括本申请所述的苯并芴类化合物。
进一步地，所述有机电致发光器件的空穴传输层或发光层主体材料为本申请的化合物。
一种显示装置，包括本申请提供的有机电致发光器件。
采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：
本申请式(I)所示的化合物为新的化合物，可以用于有机电致发光器件，用作HTL、Host材料。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是：本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本申请中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本申请中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本申请中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以不按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本申请中。
合成实施例1 化合物3的合成
化合物3的合成路线如下：
500毫升三口瓶，氮气保护，加入350毫升干燥的甲苯，4.87克(0.01mol)M-1所示化合物，3.55克(0.011mol)9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴，0.0575克(0.0001mol)Pd(dba)2(双二亚苄基丙酮钯)，0.4克(0.0002mol)含有10％三叔丁基膦的甲苯溶液，1.44克(0.015mol)叔丁醇钠，加热至回流反应12小时，降温，加水分液，有机层水洗至中性，硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁后，浓缩至干，硅胶柱层析分离，石油醚：乙酸乙酯＝9：1(体积比)洗脱，得到3所示化合物4.19克。
对3所示化合物进行了质谱检测，确定分子m/z为：728。
对3所示化合物进行了核磁检测，数据解析如下：
1H-NMR(瑞士Bruker公司，AvanceⅡ400MHz核磁共振波谱仪，CDCl3):δ8.57(m，1H)，δ8.22～8.18(m，2H)，δ8.13～8.04(m，2H)，δ7.96(m，1H)，δ7.77(m，2H)，δ7.72(d，1H)，δ7.66～7.34(m，23H)，δ7.20～7.08(m，2H)，δ1.83(s，6H)。
合成实施例2 化合物5的合成
(1)中间体M-2的合成
250毫升三口瓶，氮气保护，加入100毫升干燥的甲苯，4.74克9-([1,1'-联苯]-4-基)-3-(4-溴苯基)-9H-咔唑，1.69克4-氨基联苯，0.0575克Pd(dba)2(双二亚苄基丙酮钯)，0.4克含有10％三叔丁基膦的甲苯溶液，1.44克叔丁醇钠，加热至60℃反应12小时，降温，加水分液，有机层水洗至中性，硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁后，浓缩至干，甲苯和乙醇混合溶剂结晶，得到M-2所示化合物3.8克。
对M-2所示化合物进行了质谱检测，确定分子m/z为：562。
(2)化合物5的合成
参照实施例1中化合物3的合成，只是将其中的M-1所示化合物换成M-2所示化合物，将其中的9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴换成2-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴，得到化合物5。
对化合物5进行了质谱检测，确定分子m/z为：804。
合成实施例3 化合物17的合成
(1)中间体M-3的合成
参照实施例2中中间体M-2的合成，只是将其中的4-氨基联苯换成3，5-二苯基苯胺，得到M-3。
对M-3所示化合物进行了质谱检测，确定分子m/z为：638。
(2)化合物17的合成
参照实施例1中化合物3的合成，只是将其中的M-1所示化合物换成M-3所示化合物，将其中的9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴换成2-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴，得到化合物17。
对化合物17进行了质谱检测，确定分子m/z为：880。
合成实施例4 化合物41的合成
250毫升三口瓶，氮气保护，加入50毫升干燥的甲苯，3.34克(0.01mol)4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯胺，7.1克(0.022mol)9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴，0.0575克(0.0001mol)Pd(dba)2(双二亚苄基丙酮钯)，0.4克(0.0002mol)含有10％三叔丁基膦的甲苯溶液，1.44克(0.015mol)叔丁醇钠，加热至回流反应18小时，降温，加水后过滤，将得到的固体水洗至中性，干燥后硅胶柱层析分离，石油醚：乙酸乙酯＝9：1(体积比)洗脱，得到41所示化合物6.5克。
对41所示化合物进行了质谱检测，确定分子m/z为：818。
合成实施例5 化合物43的合成
(1)中间体M-4的合成
250毫升三口瓶，氮气保护，加入120毫升干燥的甲苯，3.34克(0.01mol)4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯胺，3.22(0.01mol)9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴，0.0575克(0.0001mol)Pd(dba)2(双二亚苄基丙酮钯)，0.4克(0.0002mol)含有10％三叔丁基膦的甲苯溶液，1.44克(0.015mol)叔丁醇钠，加热至60℃反应12小时，降温，加水分液，有机层水洗至中性，硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁后，浓缩至干，甲苯和乙醇混合溶剂结晶，得到M-4所示化合物3.11克。
对M-4所示化合物进行了质谱检测，确定分子m/z为：576。
(2)化合物43的合成
参照实施例1中化合物3的合成，只是将其中的M-1所示化合物换成M-4所示化合物，将其中的9-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[a]芴换成2-溴-11,11-二甲基-11H-苯并[b]芴，得到化合物43。
对化合物43进行了质谱检测，确定分子m/z为：818。
以上合成实施例未列出的产品的合成，可以采用本技术领域公知的方法，采用常规手段合成得到。
器件实施例
本申请中使用的几种材料具体结构见下：
器件实施例1
实施例选用本申请的化合物作为有机电致发光器件中的空穴传输材料，比较实施例分别选用HT-1、HT-2、HT-3作为有机电致发光器件中的空穴传输材料。
有机电致发光器件的结构为：ITO/空穴传输材料(20nm)/GH1(30nm)：Ir(piq)3[5％]/TPBI(10nm)/Alq3(15nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)。其中“Ir(piq)3[5％]”是指绿红光染料的掺杂比例，即红光主体材料GH1与Ir(piq)3的重量份比为100:5。
有机电致发光器件制备过程如下：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，在上述阳极层膜上分别真空蒸镀对比材料和本发明的材料作为空穴传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为20nm；
在空穴传输层之上真空蒸镀红光主体材料GH1和染料Ir(piq)3，作为有机电致发光器件的发光层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为30nm，红光主体材料GH1与Ir(piq)3的重量份比为100:5；
在发光层之上依次真空蒸镀电子传输层TPBI和Alq3，其蒸镀速率均为0.1nm/s，蒸镀膜厚分别为10nm和15nm；
在电子传输层上真空蒸镀0.5nm的LiF，150nm的Al作为电子注入层和阴极。
所有有机电致发光器件均采用上述方法制备得到，区别仅在于空穴传输材料的选择，具体详见下表1。
性能测试：
使用杭州远方生产的OLED-1000多通道加速老化寿命与光色性能分析***测试测量了所制备有机电致发光器件的亮度、驱动电压、电流效率，及LT95，测试结果如下表所示。寿命数据LT95是指在室温(25～27℃)，保持初始亮度下的电流密度不变(此处为1000cd/m2)，亮度降低为初始亮度95％所需要的时间(小时)。
表1
由上表可知，相较于对比化合物，本申请提供的化合物作为有机电致发光器件的空穴材料传输，能够提高发光效率，降低驱动电压，提高寿命。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
器件实施例2
实施例选用本申请的化合物作为有机电致发光器件中的绿光主体材料，比较例选用GH1、HT-3作为有机电致发光器件中的绿光主体材料。
有机电致发光器件的结构为：ITO/化合物5(30nm)/绿光主体材料(30nm)：Ir(ppy)3[7％]/TPBI(10nm)/Alq3(15nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)。其中“Ir(ppy)3[7％]”中的7％是指绿光染料的掺杂比例，即绿光主体材料与Ir(ppy)3的重量份比为100:7。
有机电致发光器件制备过程如下：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空穴传输层本发明化合物5，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为30nm；
在空穴传输层之上真空蒸镀绿光主体材料和染料Ir(ppy)3，作为有机电致发光器件的发光层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为30nm，其中绿光主体材料分别选择本发明化合物和对比材料GH1、HT-3；
在发光层之上依次真空蒸镀电子传输层TPBI和Alq3，其蒸镀速率均为0.1nm/s，蒸镀膜厚分别为10nm和15nm；
在电子传输层上真空蒸镀0.5nm的LiF，150nm的Al作为电子注入层和阴极。
所有有机电致发光器件均采用上述方法制备得到，区别仅在于绿光主体材料的选择，具体详见下表2。
性能测试：
使用杭州远方生产的OLED-1000多通道加速老化寿命与光色性能分析***测试测量了所制备有机电致发光器件的亮度、驱动电压、电流效率，测试结果如下表2所示。
表2
由表2中的数据可以看出，相较于对比例的化合物，利用本申请提供的化合物作为有机电致发光器件的绿光主体材料，能够显著提高有机电致发光器件的电流效率，有效降低驱动电压。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种苯并芴类化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如式(Ⅰ)所示，
其中，Ar1、Ar4选自氢、苯、联苯；
m，n选自0，1，2，3，4，5；并且m+n大于等于1，并且n选自0时：m选自2，3，4，5，Ar1选自苯，或者m选自1，Ar1选自联苯；
Ar2、Ar3独立的选自X、Y、Z，并且Ar2、Ar3中至少一个选自Y和Z中的一个；
R1、R2选自1～6个碳原子的取代或未取代的烷基，6～13个碳原子的取代或未取代的芳基，并且R1、R2可以通过单键连结成环；
式(Ⅰ)所示可以被一个或者多个R取代，R选自氘、F、CN、1～6个碳原子的取代或未取代的烷基、6～13个碳原子的取代或未取代的芳基；
不包括以下化合物：
2.根据权利要求1所述化合物，Ar2、Ar3中至少一个选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2：
3.根据权利要求1所述化合物，Ar2选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2，Ar3选自X。
4.根据权利要求1所述化合物，Ar2、Ar3选自Y-1、Y-2、Z-1、Z-2，并且Ar2、Ar3不相同。
5.根据权利要求1所述化合物，m选自0，n选自1。
6.根据权利要求1所述化合物，m选自1，n选自1。
7.根据权利要求1所述化合物，m、n其中一个选自2，另外一个选自0。
8.根据权利要求1所述化合物，R1、R2选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苯基、联苯基。
9.根据权利要求1所述化合物，选自以下化合物1-62及化合物1-62的异构体：
10.一种有机电致发光器件，含有权利要求1-9任一所述化合物。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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