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CN107216329A - 一种吡啶并吲哚衍生物及使用该化合物制备的有机电致发光器件 - Google Patents

一种吡啶并吲哚衍生物及使用该化合物制备的有机电致发光器件 Download PDF

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CN107216329A
CN107216329A CN201710568886.3A CN201710568886A CN107216329A CN 107216329 A CN107216329 A CN 107216329A CN 201710568886 A CN201710568886 A CN 201710568886A CN 107216329 A CN107216329 A CN 107216329A
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unsubstituted
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蔡辉
孙可
孙可一
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Changchun Haipurunsi Technology Co Ltd
Original Assignee
Changchun Haipurunsi Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种吡啶并吲哚衍生物及其在有机电致发光器件中的应用，所述吡啶并吲哚衍生物的通式为：其中R1～R2选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或非取代C6～C60芳基、C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。本发明的吡啶并吲哚衍生物制备的有机电致发光器件具有高的发光效率。

Description

一种吡啶并吲哚衍生物及使用该化合物制备的有机电致发光 器件
技术领域
本发明涉及有机光电材料技术领域，尤其涉及一种吡啶并吲哚衍生物及其使用该化合物的有机电致发光器件。
背景技术
一般的有机发光器件(OLED)是由阴极、阳极及阴极和阳极之间插入的有机化合物物层构成的，器件的组成是透明ITO阳极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EL、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、Li/Al等阴极形成，按需要可省略部分有机化合物层。器件的两个电极之间形成电压一边从阴极进行电子注入，另一边阳极进行注入空穴，电子和空穴在发光层再结合形成激发态，激发态回到稳定的基态产生发光。发光材料分为荧光材料和磷光材料，发光层的形成方法是荧光主体材料中掺杂磷光材料(有机金属)的方法和荧光主体材料掺杂荧光(包含氮的有机物)，通过这样的掺杂改善发光波长，效率，驱动电压，寿命等因素。一般发光层材料具有苯、萘、芴、螺二芴、蒽、芘、咔唑等中心体；对位、间位、邻位的结合位置连接苯、联苯、萘、杂环等配体，或氰基、氟、甲基、叔丁基等基团的结构特征。
随着OLED面板发展逐步大型化，需要更细腻和色彩更鲜明的材料，其中解决的重点是蓝色材料，尤其是需要浅蓝色移到深蓝色的高性能材料。另一方面发光的色坐标、低驱动电压、高发光效率及好的热稳定性是决定材料是否优秀的关键指标。
发明内容
本发明提供了一种非对称吡啶并吲哚衍生物，具有良好的空穴传输效果，成膜性好。使用这种吡啶并吲哚化合物制备的有机电致发光器件，有良好的发光效率。
本发明的技术方案如下，所述的吡啶并吲哚衍生物的结构通式为：
[化学式1]
其中，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C20的烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～C30稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～30稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，所述吡啶并吲哚衍生物选自下面化学式2～5中的任意一种:
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中，R其中，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，吡啶并吲哚衍生物选自下述化学式中任意一个化合物：
本发明还提供一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的一个或多个有机化合物层，至少一个有机化合物层包含至少一种本发明所述的吡啶并吲哚衍生物。
本发明的有益效果：
本发明所述的吡啶并吲哚衍生物通过调整R1～R2和Ar1、Ar2、基团结构及X1～X4，提高空穴迁移率。
使用本发明所述的吡啶并吲哚衍生物制备的有机电致发光器件器件具有高亮度、优秀的耐热性、长寿命及高效率等特点。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供下面化学式1所示的吡啶并吲哚化合物。
[化学式1]
其中，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C20的烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～C30稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～30稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，X1～X4至少一个为氮。
优选的，所述的吡啶并吲哚衍生物选自下面化学式2～5中的任意一种:
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中，R1～R2选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代的C6～C60芳基、取代或未取代的C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。
优选的，吡啶并吲哚衍生物选自下述化学式中任意一个化合物：
本发明的还提供了一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的一个或多个有机化合物层，所述有机化合物层中至少一层包含本发明所述的吡啶并吲哚化合物的有机电致发光器件。
本发明所述的有机化合物层其中至少包括空穴注入层、空穴传输层、既具备空穴注入又具备空穴传输技能层，电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层及既具备电子传输又具备电子注入技能层中的至少一层。
本发明所述的有机电致发光器件使用化学式1的所述的吡啶并吲哚衍生物以及常规材料通过蒸镀方法制备得到。
本发明所述的有机电致发光器件，可以是前面发光、背面发光或两面发光。
本发明的新的吡啶并吲哚衍生物可以应用到有机太阳电池、照明用OLED、柔性OLED、有机感光体、有机薄膜晶体管等有机电致发光器件中。
下面提示本发明的另一方面是提供上述吡啶并吲哚衍生物制备方法，但下面实施例是理解本发明的内容提供而已，发明内容不限定在这个范围。
此外本发明没有具体介绍的制造方法是本行业常用的合成方法及参考其他实施例记载。
<实施例1>中间体3-35-A的合成
3-溴-N-苯基咔唑(57.1mmol，18.40g)、4-氨基联苯(68.5mmol，11.60g)加入250mL三口瓶，氮气下加入三(二亚苄基丙酮)双钯(1.7mmol，0.98g)，叔丁基醇钠(114.2mmol，11g)，甲苯100mL，常温搅拌30min后，在氮气保护下加入三叔丁基膦(11.4mmol，2.3g)升温至80℃反应20h。后处理：萃取，有机相蒸干后用石油醚重结晶，将粗产品过柱层析，洗脱剂用石油醚/二氯甲烷＝5:1将有机相蒸干后产物3-35-A(13.60g，y＝58％)。
中间体B-2～B-8的制备：
按照上述中间体3-35-A的制备方法得到下面[表1]中的化合物。
[表1]：
<实施例2>化合物3-35的合成
氮气条件下反应容器里加入二(4-联苯基)胺(24.26g,59.1mmol)、3-35-B(19.10,59.1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.1g),三叔丁基膦(15％，0.3g),叔丁醇钠(1.8g),甲苯(300ml)，60℃条件下搅拌12小时。反应液冷却以后硅胶滤斗过滤，溶液浓缩以后二氯甲烷和己烷进行柱层析得到3-35(26.23g，收率68％)。
下面A-2～A-8的合成方法与上述A-1的合成方法类似。
按照上述实施例3-35的制备方法得到下面[表2]中的化合物。
[表2]：
表3:吡啶并吲哚衍生物的FD-MS值
器件制备比较例1：
将厚度为的ITO玻璃基板放在蒸馏水中清洗2次，超声波洗涤30分钟，用蒸馏水反复清洗2次，超声波洗涤10分钟，蒸馏水清洗结束后，异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂按顺序超声波洗涤以后干燥，转移到等离子体清洗机里，将上述基板洗涤5分钟，送到蒸镀机里。按如下顺序蒸镀：空穴注入层2-TNATA，膜厚空穴传输层a-NPD(N，N'-二(1-萘基)-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺)，膜厚发光层3Ph-anthracene((2,9,10-三苯基蒽))及掺杂Ir(tpy)310％，膜厚空穴阻挡层及电子传输层TPBi，膜厚阴极LiFAl覆盖层蒸镀Alq3
器件制备比较例2：
将按比较例1方式处理好的ITO送到蒸镀机里，按如下顺序蒸镀：空穴注入层2-TNATA，膜厚空穴传输层a-NPD(N，N'-二(1-萘基)-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺)，膜厚发光层3Ph-anthracene(2,9,10-三苯基蒽)及掺杂Ir(tpy)310％，膜厚空穴阻挡层及电子传输层TPBi，膜厚阴极LiFAl
器件制备实施例1：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-1。
器件制备实施例2：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-2。
器件制备实施例3：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-3。
器件制备实施例4：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-4。
器件制备实施例5：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-5。
器件制备实施例6：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-6。
器件制备实施例7：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-7。
器件制备实施例8：
将器件制备比较例1中覆盖层Alq3换成本发明吡啶并吲哚衍生物4-1。
器件制备实施例9：
将器件制备比较例2中的发光层主体材料3Ph-anthracene(2,9,10-三苯基蒽)换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-8。
器件制备实施例10：
将器件制备比较例2中的发光层主体材料3Ph-anthracene(2,9,10-三苯基蒽)换成本发明吡啶并吲哚衍生物2-9。
上述方法制造的有机发光器件的电子发光特性在表4中表示。
[表4]有机发光器件的电子发光特性
从上述表4结果中，能看出利用本发明的吡啶并吲哚衍生物作为覆盖层及主体材料，器件的发光效率及寿命特性有显著的提高。
利用本发明的吡啶并吲哚衍生物的有机发光器件可以得到更高的发光效率和良好的寿命。本发明的有机发光器件可以在平面面板显示、平面发光体、照明用面发光OLED发光体、柔性发光体、复印机、打印机、LCD背光灯或计量机类的光源、显示板、标识等方面广泛使用。

Claims (6)

1.一种吡啶并吲哚衍生物，其特征在于，所述吡啶并吲哚衍生物分子通式为：
[化学式1]
其中，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；X1～X4选自氮或碳。
2.根据权利要求1所述的一种吡啶并吲哚衍生物，其特征在于，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C20的烷基、取代或未取代的C1～C20烷氧基、取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～C30稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C30芳基、取代或未取代C5～C30杂环基、取代或未取代的C8～30稠环基；X1～X4选自氮或碳。
3.根据权利要求1所述的吡啶并吲哚衍生物,其特征在于，所述的吡啶并吲哚衍生物选自下面化学式2～化学式5中任意一种：
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
其中，R1、R2独立的选自氢原子、取代或未取代的C1～C30的烷基、取代或未取代的C1～C60烷氧基、取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基；Ar1、Ar2独立的取代或未取代C6～C60芳基、取代或未取代C5～C60杂环基、取代或未取代的C8～C60稠环基。
4.根据权利要求1所述的吡啶并吲哚衍生物，其特征在于，选自如下所示化学结构中的任意一种：
5.一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和置于所述两电极之间的一个或多个有机化合物层，其特征在于，所述有机化合物层中的至少一层含有权利要求1～4任一项中所述的吡啶并吲哚衍生物。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件可应用于照明用OLED、柔性OLED、有机太阳电池OSC、电子纸e-Paper、有机感光体OPC或有机薄膜晶体管OTFT。
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