本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光材料，具體涉及一種有機電致發(fā)光化合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、自高效有機發(fā)光二極管(organic?light?emitting?diodes,oled)第一次被報道以來，許多學者致力于研究如何提高器件效率和穩(wěn)定性。目前常用的電子傳輸材料主要有金屬配合物、含氮雜環(huán)化合物、全氟化類化合物、有機硅類化合物、有機硼類化合物等。其中，含氮雜環(huán)化合物是研究較多的結(jié)構(gòu)，種類繁多，但在制備器件的材料組合中，都或多或少存在著一些缺陷，提高器件效率的同時不能降低工作電壓，器件壽命反而降低。所以仍需要繼續(xù)開發(fā)新結(jié)構(gòu)，優(yōu)化器件的材料組合，提升器件的綜合性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種有機電致發(fā)光化合物，通過分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使其具有優(yōu)異的發(fā)光性能，將其應(yīng)用于有機電致發(fā)光器件中，能夠提高器件效率的同時降低工作電壓，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中含氮雜環(huán)化合物在制備器件的材料組合物中導致發(fā)光效率降低的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種有機電致發(fā)光化合物，其具有如下式1所示結(jié)構(gòu)：

3、

4、在式1中，x1、x2和x3各自獨立地選自n或cr2，并且x1、x2和x3至少一個為n；

5、r1和r2各自獨立地選自氫、或取代或未取代的五元雜芳基，且r1和r2不同時為氫；

6、l選自單鍵、取代或未取代的c6-c30亞芳基、取代或未取代的c3-c30亞雜芳基中的任意一種；

7、ar選自式a所示結(jié)構(gòu)：

8、z1、z2和z3各自獨立地選自n或cr5，且z1、z2和z3至少一個為n；

9、r3、r4、r5各自獨立地選自氫、氘、鹵素、氰基、硝基、羥基、酯基、氨基、取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c1-c20烯基、取代或未取代的c3-c20環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c20雜環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30雜芳基、取代或未取代的c6-c30芳基氨基、取代或未取代的c3-c30雜芳基氨基、取代或未取代的c6-c30芳氧基、取代或未取代的c3-c30雜芳氧基中的任意一種；r3、r4、r5各自獨立地與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接或通過化學鍵連接成環(huán)；

10、r1、r2、r3、r4、r5中所述取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、c1-c20烷基、c3-c20環(huán)烷基、c6-c30芳基、c3-c30雜芳基中的任意一種或至少兩種的組合，

11、其中，所述r1、r2中的取代基與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接。

12、本發(fā)明中，“r1中的取代基與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接”意指r1中的取代基僅與五元雜芳基通過單鍵連接，r2同理，在此不做贅述。

13、本發(fā)明中，“r3與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接”意指r3僅與c原子通過單鍵連接；“r3與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)通過化學鍵連接成環(huán)”意指r3除了與c原子通過化學鍵連接之外，還與相鄰的環(huán)通過化學鍵連接，從而形成稠合的環(huán)結(jié)構(gòu)。r4、r5同理，在此不做贅述。下文涉及到相同描述時，均具有相同的含義，不再一一贅述。

14、本發(fā)明中，所述鹵素均可以為氟、氯、溴或碘。下文涉及到相同的描述，均具有相同的含義。

15、本發(fā)明中，對于化學元素的表述，若無特別說明，則包含化學性質(zhì)相同的同位素的概念，例如，氫(h)則包括1h(氕)、2h(氘，d)、3h(氚，t)等；碳(c)則包括12c、13c等。

16、本發(fā)明中，若無特別說明，雜芳基或雜環(huán)烷基的雜原子選自n、o、s、p、b、si或se，優(yōu)選n、o或s。

17、本發(fā)明中，“—”劃過的環(huán)結(jié)構(gòu)的表達方式，表示連接位點于該環(huán)結(jié)構(gòu)上任意能夠成鍵的位置。

18、本發(fā)明中，“*”均表示基團的連接位點。

19、本發(fā)明中，ca-cb的表達方式代表該基團具有的碳原子數(shù)為a-b，若無特殊說明，該碳原子數(shù)不包括取代基的碳原子數(shù)。

20、本發(fā)明中，“各自獨立地”表示其主語具有多個時，彼此之間可以相同也可以不同。

21、本發(fā)明中，所述c3-c20均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。

22、本發(fā)明中，c6-c30均可以為c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。

23、本發(fā)明中，所述c3-c30均可以為c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26或c28等。

24、本發(fā)明中，所述c1-c20均可以為c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。

25、本發(fā)明中，所述c3-c20均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。

26、本發(fā)明中，所述c2-c20均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。

27、本發(fā)明中，所述c1-c20烷基，優(yōu)選c1-c16烷基，更進一步優(yōu)選c1-c10烷基，示例性地包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、新己基、2-乙基己基、正辛基、正庚基、正壬基、正癸基等。

28、本發(fā)明中，所述c1-c20烷氧基的具體例，可以舉出上述烷基的例子與o連接而得到的一價基團。

29、本發(fā)明中，所述c2-c20烯基，優(yōu)選c2-c10烯基，其中包含至少一個c＝c，示例性地包括但不限于：乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、丁二烯基、戊二烯基等。

30、本發(fā)明中，所述c3-c20環(huán)烷基，優(yōu)選c3-c10環(huán)烷基，包括單環(huán)烷基或多環(huán)烷基。其中，單環(huán)烷基是指含有單個環(huán)狀結(jié)構(gòu)的烷基，多環(huán)烷基是指兩個或兩個以上的環(huán)烷基通過共享一個或多個環(huán)上碳原子所組成的結(jié)構(gòu)；示例性地包括但不限于：環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、金剛烷基等。

31、本發(fā)明中，所述c2-c20雜環(huán)烷基的具體例，可以舉出前述環(huán)烷基中的至少一個c原子被雜原子(例如n、o、s等)替換而形成的基團，示例性地包括但不限于：環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基、四氫呋喃基、四氫噻吩基、四氫吡咯基、四氫吡喃基、哌啶基、哌嗪基、二氧六環(huán)基、嗎啉基等。

32、本發(fā)明中，所述c6-c30芳基，優(yōu)選為c6-c20芳基，包括單環(huán)芳基和稠環(huán)芳基；所述單環(huán)芳基意指基團中含有至少1個苯基，當含有至少2個苯基時，苯基之間通過單鍵相連，示例性地包括但不限于：苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基等；所述稠環(huán)芳基意指基團中含有至少2個芳環(huán)，且芳環(huán)之間共用兩個相鄰的碳原子互相稠合的基團，示例性地包括但不限于：萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生物(9,9-二甲基芴基、9,9-二乙基芴基、9,9-二丙基芴基、9,9-二丁基芴基、9,9-二戊基芴基、9,9-二己基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、螺二芴基、苯并芴基等)、熒蒽基、三亞苯基、芘基、苝基或并四苯基等。

33、本發(fā)明中，所述c3-c30雜芳基，進一步優(yōu)選為c3-c20雜芳基，包括單環(huán)雜芳基或稠環(huán)雜芳基。所述單環(huán)雜芳基意指分子中含有至少一個雜芳基，當分子中含有一個雜芳基和其他基團(如芳基、雜芳基等)時，雜芳基和其他基團之間通過單鍵進行連接，示例性地包括但不限于：吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、噠嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基等。所述稠環(huán)雜芳基意指分子中至少含有一個芳雜環(huán)和一個芳香性環(huán)(芳雜環(huán)或芳環(huán))，且二者之間共用兩個相鄰的原子互相稠合的基團，示例性地包括但不限于：喹啉基、異喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、異苯并呋喃基、異苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、苯并萘并呋喃基(苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃基、苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃基、苯并[b]萘并[2,1-d]呋喃基)、二苯并噻吩基、苯并萘并噻吩基(苯并[b]萘并[2,3-d]噻吩基、苯并[b]萘并[1,2-d]噻吩基、苯并[b]萘并[2,1-d]噻吩基)、咔唑基及其衍生物(n-苯基咔唑基、n-萘基咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、氮雜咔唑基等)、吖啶基、吩噻嗪基、吩惡嗪基、氫化吖啶基等。

34、本發(fā)明中，所述c6-c30芳氧基為可以舉出的上述芳基與o連接而成的一價基團，所述c3-c30雜芳氧基為可以舉出的上述雜芳基與o連接而成的一價基團。

35、本發(fā)明中，所述c6-c30芳基氨基的具體例，為-nh2中的至少一個氫被上述芳基取代而到的一價基團，示例性地包括但不限于：苯基氨基、甲基苯基氨基、萘基氨基、蒽基氨基、菲基氨基、聯(lián)苯基氨基等。所述c3-c30雜芳基氨基的的具體例，為-nh2中的至少一個氫被上述雜芳基取代而到的一價基團，示例性地包括但不限于：吡啶基氨基、嘧啶基氨基、二苯并呋喃基氨基等。

36、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述化合物具有式1-1至式1-4中任一表示的結(jié)構(gòu)：

37、

38、式1-1至式1-4中，r1至r4，l，z1至z3的定義同式1。

39、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述化合物具有式1-5至式1-16中任一表示的結(jié)構(gòu)：

40、

41、式1-5至式1-16中，r1、r2各自獨立地選自取代或未取代的五元雜芳基；r3和r4，l，z1至z3的定義同式1。

42、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，式1-5至式1-16中，r1、r2各自獨立地選自取代或未取代的五元雜芳基，其中所述五元雜芳基中的雜原子為o或者s。在一些實施方式中，五元雜芳基為噻吩基或呋喃基。

43、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，r1和r2中所述取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、c1-c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烷基、c3-c10(例如c4、c5、c6、c7、c8、c9等)環(huán)烷基、c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)雜芳基中的任意一種或兩種的組合。在一些實施方式中，取代基選自氘、鹵素、氰基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、金剛烷基、苯基、聯(lián)苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基中的任意一種或兩種的組合。

44、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，r1中所述取代的取代基之間不連接；r2中所述取代的取代基之間不連接。

45、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的一些實施方式，式1-5至式1-16中，r1和r2各自獨立地選自以下任一所示的結(jié)構(gòu)：

46、

47、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，l選自單鍵、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)亞芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)亞雜芳基中的任意一種。

48、在一些實施方式中，l選自單鍵、取代或未取代的c6-c20亞芳基、取代或未取代的c3-c20亞雜芳基，優(yōu)選選自取代或未取代的亞苯基、取代或未取代的亞聯(lián)苯基、取代或未取代的亞萘基、取代或未取代的亞菲基、取代或未取代的亞蒽基、取代或未取代的亞吡啶基、取代或未取代的亞苯基吡啶基、取代或未取代的亞聯(lián)吡啶基、取代或未取代的亞苯基萘基、取代或未取代的亞苯基蒽基、取代或未取代的亞喹啉基、取代或未取代的亞異喹啉基、取代或未取代的亞噻唑啉基、取代或未取代的亞萘啶基、取代或未取代的亞二苯并噻吩基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的芴基中的任意一種。

49、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，l選自單鍵、或取代或未取代的如下任一所示的結(jié)構(gòu)：

50、

51、

52、表示連接位點；

53、可選地，所述l中取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、c1-c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烷基、c3-c10(例如c4、c5、c6、c7、c8、c9等)環(huán)烷基、c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)雜芳基中的任意一種或兩種的組合。在一些實施方式中，l中取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、金剛烷基、苯基、聯(lián)苯基、萘基、吡啶基中的任意一種或兩種的組合。

54、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，式a為式a-1至式a-7中的任一結(jié)構(gòu)：

55、

56、在式a-1至式a-7中，r3和r4的定義同式1。

57、在一些優(yōu)選的實施方式中，r3和r4各自獨立地選自氫、氘、鹵素、氰基、取代或未取代的c1-c10(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烷基、取代或未取代的c3-c10(例如c4、c5、c6、c7、c8、c9等)環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c10(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)雜環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c30(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)芳基、取代或未取代的c3-c30(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28等)雜芳基中的任意一種。

58、在一些實施方式中，r3和r4各自獨立地選自氫、氘、鹵素、氰基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30雜芳基中的任意一種。

59、在一些實施方式中，r3和r4各自獨立地選自氫、氘、鹵素、氰基、取代或未取代的以下基團組成的組：苯基、吡啶基、二氫茚基、四氫萘基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、萘基、苯基萘基萘基苯基聯(lián)萘基、蒽基、菲基、熒蒽基、芘基、三亞苯基、苯并氧雜蒽基、苯并硫雜蒽基、咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并噻吩基、芴基、螺二芴基、苯并萘并呋喃基、苯并萘并噻吩基、苯并芴基。

60、可選地，r3、r4各自獨立地與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接或通過化學鍵連接成環(huán)。

61、可選地，所述r3和r4中所述取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、c1-c10烷基、c3-c10環(huán)烷基、c6-c20芳基、c3-c20雜芳基中的任意一種或至少兩種的組合。在一些實施方式中，r3和r4中所述取代的取代基各自獨立地選自氘、鹵素、氰基、c1-c6烷基、氘代c1-c6烷基、c6-c12芳基取代的c1-c6烷基、c3-c6環(huán)烷基、c6-c12芳基、氘代c6-c12芳基、c1-c6烷基取代的c6-c12芳基中的任意一種。在一些實施方式中，r3和r4中所述取代的取代基選自氘、氟、氯、溴、氰基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、苯基取代的叔丁基(例如)、正戊基、異戊基、新戊基、全氘代叔丁基、三氘代甲基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、金剛烷基、苯基、氘代苯基、聯(lián)苯基、萘基、1,1,4,4-四甲基-1,2,3,4-四氫萘中的任意一種。

62、在一些優(yōu)選的實施方式中，r3和r4各自獨立地選自氫、氘、鹵素、氰基或如下任一所示的基團：

63、

64、

65、在一些優(yōu)選的實施方式中，所述化合物具有如下任一所示的結(jié)構(gòu)：

66、

67、

68、

69、

70、

71、

72、

73、

74、

75、

76、

77、

78、

79、

80、

81、

82、

83、

84、

85、

86、

87、

88、第二方面，本發(fā)明提供了一種所述的有機電致發(fā)光化合物在制備有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

89、在一些實施方式中，所述的有機電致發(fā)光化合物在有機電致發(fā)光器件中用作發(fā)光層材料和/或電子傳輸材料。

90、第三方面，本發(fā)明提供了一種有機電致發(fā)光器件，所述有機電致發(fā)光器件包括陽極、陰極以及設(shè)置于所述陽極與陰極之間的至少一個有機層，所述有機層中包括至少一種如第一方面所述的有機電致發(fā)光化合物。

91、在一些實施方式中，所述有機層包括發(fā)光層，所述發(fā)光層包括至少一種如第一方面所述的有機電致發(fā)光化合物。

92、在一些實施方式中，所述有機層包括電子傳輸層，所述電子傳輸層包括至少一種如第一方面所述的有機電致發(fā)光化合物。

93、具體地，本發(fā)明提供了一種有機電致發(fā)光器件，所述有機電致發(fā)光器件包括基板，以及依次設(shè)置于所述基板上的陽極、多個發(fā)光功能層(有機層)和陰極；所述發(fā)光功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層和電子傳輸層；其中，所述有機層(例如電子傳輸層或發(fā)光層)中包括至少一種如第一方面所述的有機電致發(fā)光化合物。

94、作為一種優(yōu)選的實施方式，所述電子傳輸層的厚度可以為10～50nm，優(yōu)選為20～40nm。

95、作為一種優(yōu)選地實施方式，所述發(fā)光層的厚度可以為10～50nm，優(yōu)選為15～30nm。

96、第四方面，本發(fā)明提供了一種顯示裝置，其包括所述的有機電致發(fā)光器件。

97、第五方面，本發(fā)明提供了一種照明裝置，其包括所述的有機電致發(fā)光器件。

98、本發(fā)明提供的化合物具有如式i所示結(jié)構(gòu)，是一種在喹啉衍生物上連接含氮雜芳基(例如三嗪)以及五元雜芳基(例如噻吩或呋喃)的化合物，通過特定位點和特定基團的協(xié)同效應(yīng)，使其具有良好的熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的電子傳輸能力。所述化合物應(yīng)用于有機電致發(fā)光器件，尤其是作為電子傳輸層的材料時，能夠有效提高器件發(fā)光效率和穩(wěn)定性，延長器件壽命，降低工作電壓，賦予器件更加優(yōu)異的綜合性能。