本發(fā)明屬于有機電致發(fā)光領(lǐng)域，具體涉及一種有機電致發(fā)光材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

自1987年以來，有機電致發(fā)光器件(organiclight-emittingdiodes，簡稱oleds)逐漸成為業(yè)界公認的下一代平板顯示技術(shù)。oleds屬于自發(fā)光器件，當(dāng)電荷(電子和空穴)被注入到陽極和陰極之間的有機膜時，電子和空穴復(fù)合形成激子并將能量傳遞給發(fā)光分子，進而激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)能量經(jīng)過輻射失活而發(fā)光。oleds具有自發(fā)光、驅(qū)動電壓低、輕薄、發(fā)光視角寬、響應(yīng)速度快、可彎曲折疊、能耗低、可進行大面積生產(chǎn)等優(yōu)點，因而在信息顯示和固態(tài)照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，傳統(tǒng)有機熒光材料只能利用電激發(fā)形成的25％單線態(tài)激子發(fā)光，器件的內(nèi)量子效率較低(最高為25％)。外量子效率普遍低于5％，與磷光器件的效率還有很大差距。盡管磷光材料由于重原子中心強的自旋-軌道耦合增強了系間竄越，可以有效利用電激發(fā)形成的單線態(tài)激子和三線態(tài)激子發(fā)光，使器件的內(nèi)量子效率達100％。但磷光材料存在價格昂貴，材料穩(wěn)定性較差，器件效率滾落嚴(yán)重等問題限制了其在oleds的應(yīng)用。熱激活延遲熒光(tadf)材料是繼有機熒光材料和有機磷光材料之后發(fā)展的第三代有機發(fā)光材料。該類材料一般具有小的單線態(tài)-三線態(tài)能級差(△est)，三線態(tài)激子可以通過反系間竄越轉(zhuǎn)變成單線態(tài)激子發(fā)光。這可以充分利用電激發(fā)下形成的單線態(tài)激子和三線態(tài)激子，器件的內(nèi)量子效率可以達到100％。同時，材料結(jié)構(gòu)可控，性質(zhì)穩(wěn)定，價格便宜無需貴重金屬，在oleds領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

雖然理論上tadf材料可以實現(xiàn)100％的激子利用率，但實際上存在如下問題:(1)設(shè)計分子的t1和s1態(tài)具有強的ct特征,非常小的s1-t1態(tài)能隙，雖然可以通過tadf過程實現(xiàn)高t1→s1態(tài)激子轉(zhuǎn)化率，但同時導(dǎo)致低的s1態(tài)輻射躍遷速率，因此，難于兼具(或同時實現(xiàn))高激子利用率和高熒光輻射效率；(2)即使已經(jīng)采用摻雜器件減輕t激子濃度猝滅效應(yīng)，大多數(shù)tadf材料的器件在高電流密度下效率滾降嚴(yán)重。

就當(dāng)前oled顯示照明產(chǎn)業(yè)的實際需求而言，目前oled材料的發(fā)展還遠遠不夠，落后于面板制造企業(yè)的要求，作為材料企業(yè)開發(fā)具有優(yōu)異光電特性、穩(wěn)定性好有機電致發(fā)光材料顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有機電致發(fā)光材料及其應(yīng)用。本發(fā)明以吡啶甲酮或氰基取代吡啶或嘧啶類化合物為吸電子單元，以咔唑、9.9-二甲基吖啶或吩噁嗪為給電子單元，構(gòu)筑得到的一系列新型有機電致發(fā)光材料應(yīng)用于有機發(fā)光二極管上，具有良好的光電性能，穩(wěn)定性好，能夠滿足面板制造企業(yè)的要求。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種有機電致發(fā)光材料，其特征在于，包括具有符合式(1)、式(2)或式(3)所示的分子結(jié)構(gòu)：

其中，ar選自下述結(jié)構(gòu)中的任意一種：

進一步，式(1)、式(2)與式(3)中所述ar相同或不相同。

本發(fā)明上述一種有機電致發(fā)光材料作為有機電致發(fā)光二極管材料的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供一種有機電致發(fā)光器件，所述有機電致發(fā)光器件包括發(fā)光層，所述發(fā)光層含有上述一種有機電致發(fā)光材料。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明化合物分子間不易結(jié)晶、不易聚集、具有良好的成膜性和熱穩(wěn)定性；具有合適的homo和lumo能級，電子云有效分離可實現(xiàn)較小的s1-t1態(tài)能隙，可有效提高高激子利用率和高熒光輻射效率，降低高電流密度下的效率滾降，降低器件電壓，具有良好的光電特性。

2.本發(fā)明所述化合物可應(yīng)用于oled發(fā)光器件制作，并且可以獲得良好的器件表現(xiàn)，所述化合物作為oled發(fā)光器件的發(fā)光層材料使用時，制作的器件具有良好的光電性能。本發(fā)明所述化合物在oled發(fā)光器件中具有良好的應(yīng)用效果，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。

以下所列化合物a1至化合物a45，是符合本發(fā)明精神和原則的代表結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解，列出以下化合物結(jié)構(gòu)，只是為了更好地解釋本發(fā)明，并非是對本發(fā)明的限制：

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備的有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

101、ito導(dǎo)電玻璃襯底，102、空穴注入層,103、空穴傳輸層，104、發(fā)光層，105、電子傳輸層,106、電子注入層，107、陰極層。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明材料用于制作有機電致發(fā)光器件，該器件包括依次疊加的ito導(dǎo)電玻璃襯底(陽極)、空穴注入層、空穴傳輸層(tapc-mcp)、發(fā)光層(本發(fā)明涉及的有機電致發(fā)光材料)、電子傳輸層(3tpymb)、電子注入層(lif)和陰極層(al)，如圖1所示。所有功能層均采用真空蒸鍍工藝制成。該類器件中所用到的一些有機化合物的分子結(jié)構(gòu)式如下所示。

實施例1化合物a4的制備

在氮氣保護下，將原料a4-a(2.13g，5.0mmol)、原料a4-b(2.31g，5.0mmol)、80ml甲苯和20ml水加入250ml三口瓶中,然后投入催化劑四(三苯基膦)鈀(0.029g，0.025mmol)，縛酸劑碳酸鉀(1.04g，7.5mmol)。體系升溫至回流反應(yīng)8小時，自然降溫至20～25℃，分液，除去溶劑，將粗品用甲苯結(jié)晶，得到1.71g目標(biāo)物a4，收率71.2％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c34h28n2o，理論值480.220，測試值480.221。元素分析(c34h28n2o)，理論值c：84.97，h：8.87，n：5.83，o：3.33，實測值c：84.97，h：8.86，n：5.84，o：3.33。

實施例2化合物a11的制備

在氮氣保護下，將原料a11-a(1.57g，5mmol)、原料溴苯(1.56g，10mmol)和120ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化劑醋酸鈀(0.011g，0.05mmol)、催化劑配體三叔丁基膦四氟硼酸鹽(0.026g，0.1mmol)，縛酸劑叔丁醇鈉(1.44g，15mmol)。體系升溫至回流反應(yīng)10小時，自然降溫至20～25℃后加入50ml水淬滅反應(yīng)，分液，除去溶劑，將粗品用甲苯結(jié)晶，得到1.63g目標(biāo)物a11，收率83.6％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c27h22n2o，理論值390.173，測試值390.173。元素分析(c27h22n2o)，理論值c：83.05，h：5.68，n：7.17，o：4.10，實測值c：83.06，h：5.69，n：7.17，o：4.10。

實施例3化合物a18的制備

在氮氣保護下，將原料m1(2.06g，5.0mmol)、原料a18-a(1.82g，10mmol)、80ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化劑四(三苯基膦)鈀(0.058g，0.05mmol)，縛酸劑碳酸鉀(1.38g，10mmol)。體系升溫至回流反應(yīng)6小時，自然降溫至20～25℃，除去溶劑，粗品用甲苯結(jié)晶，得到1.68g目標(biāo)物a18，收率86.8％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c27h21n3，理論值387.174，測試值387.173。元素分析(c27h21n3)，理論值c：83.69，h：5.46，n：10.84，實測值c：83.70，h：5.45，n：10.84。

實施例4化合物a23的制備

合成方法參照a4的制備方法，總收率72.2％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c33h26n2o，理論值466.205，測試值466.205。元素分析(c33h26n2o)，理論值c：84.95，h：5.62，n：6.00，0：3.43，實測值c：84.95，h：5.64，n：6.02，o:3.43。

實施例5化合物a29的制備

合成方法參照a18的制備方法，總收率78.6％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c32h24n4，理論值464.200，測試值464.201。元素分析(c32h24n4)，理論值c：82.73，h：5.21，n：12.06，實測值c：82.73，h：5.21，n：12.06。

實施例6化合物a36的制備

合成方法參照a18的制備方法，總收率77.6％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c23h14n4o，理論值362.117，測試值362.118。元素分析(c23h14n4o)，理論值c：76.23，h：3.89，n：15.46，o:4.42，實測值c：76.23，h：3.60，n：15.46，o:4.41。

實施例7化合物a40的制備

合成方法參照c03的制備方法，總收率78.3％。

高分辨質(zhì)譜，esi源，正離子模式，分子式c31h20n2o，理論值436.158，測試值436.158。元素分析(c31h20n2o)，理論值c：85.30，h：4.62，n：6.42，o:3.67，實測值c：85.31，h：4.61，n：6.42，o:3.67。

有機電致發(fā)光器件制作實施例：

本發(fā)明選取化合物a4、化合物a18制作有機電致發(fā)光器件，并選擇已商業(yè)化的發(fā)光材料ir(ppy)3作為對比例，下面結(jié)合圖1敘述，有機電致發(fā)光器件從下至上依次為為ito導(dǎo)電玻璃襯底(101)、空穴注入層(102)、空穴傳輸層(103)發(fā)光層(104)、電子傳輸層(105)、電子注入層(106)和陰極層(107)。應(yīng)當(dāng)理解，器件實施過程與結(jié)果，只是為了更好地解釋本發(fā)明，并非對本發(fā)明的限制。

實施例8化合物a4在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用

本實施例按照下述方法制備有機電致發(fā)光器件一：

a)清洗ito(氧化銦錫)玻璃：分別用去離子水、丙酮、乙醇超聲清洗ito玻璃各30分鐘，然后在等離子體清洗器中處理5分鐘；

b)在陽極ito玻璃上依次真空蒸鍍空穴注入層(moo3)，膜厚為10nm；，蒸鍍速率0.1nm/s；

c)在空穴注入層之上真空蒸鍍空穴傳輸層，蒸鍍tapc，膜厚為10nm，蒸鍍mcp,膜厚10nm，蒸鍍速率均為0.1nm/s，蒸鍍總膜厚為20nm；

d)在空穴傳輸層之上真空蒸鍍發(fā)光層(本發(fā)明提供的化合物a4：mcpcn＝8：100(wt:wt)，蒸鍍速率0.1nm/s，膜厚為20nm；

e)在發(fā)光層之上真空蒸鍍作為電子傳輸層的3tpymb，厚度為50nm；

f)在電子傳輸層之上，真空蒸鍍電子注入層lif，厚度為1nm；

g)在電子注入層之上，真空蒸鍍陰極al，厚度為100nm。

器件的結(jié)構(gòu)為ito/mo03(10nm)/tapc(10nm)，mcp(10nm)/mcpcn:8％wt化合物a4(20nm)/3tpymb(50nm)/lif(1nm)/al(100nm)，真空蒸鍍過程中，壓力<4.0×10^-4pa，以化合物a4作為器件一的發(fā)光材料，所得器件的測試結(jié)果見表1所示。

實施例9：化合物a18在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用

根據(jù)與實施例8相同的方法制作有機電致發(fā)光器件二，區(qū)別在于使用a18作為發(fā)光層的發(fā)光材料代替作為發(fā)光層發(fā)光材料的實施例1中合成化合物a4。所得器件的測試結(jié)果見表1所示。

對比例1：根據(jù)與實施例8相同的方法制作有機電致發(fā)光器件三，區(qū)別在于使用已商業(yè)化的ir(ppy)3作為發(fā)光層的發(fā)光材料代替作為發(fā)光層發(fā)光材料的實施例1中合成的a4。所得器件的測試結(jié)果見表1所示。

表1器件光電數(shù)據(jù)表

從表1可知，以本發(fā)明所保護的材料制作的發(fā)光器件具有較好電流效率、功率效率以及較低的驅(qū)動電壓。

選取化合物a11、化合物a23、化合物a29、化合物a36、化合物a40分別制作與實施例8相同結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件四至器件八，區(qū)別僅在于發(fā)光層的發(fā)光材料種類。器件性能測試結(jié)果如表2所示。

表2器件光電數(shù)據(jù)表

從表2可知，本發(fā)明使用tadf材料作為發(fā)光染料具有較高的電流效率、功率效率以及較低的驅(qū)動電壓，器件性能穩(wěn)定，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。