技术领域
[0001] 本
发明涉及一种可以应用于有机电致发光器件的新型化合物，同时保护其应用。具体地说，本发明描述了一类含有喹唑啉类取代的化合物，用作有机电致发光器件中的
主体材料。
背景技术
[0002] 近年来，基于有机材料的光
电子器件已经变得越来越受欢迎。有机材料固有的柔性令其十分适合用于在柔性
基板上制造，可根据需求设计、生产出美观而炫酷的
光电子产品，获得相对于无机材料无以比拟的优势。此类
有机光电子器件的示例包括
有机发光二极管(OLED)，有机场效应管，有机光伏打
电池，有机
传感器等。其中OLED发展尤其迅速，已经在信息显示领域取得商业上的成功。OLED可以提供高
饱和度的红、绿、蓝三
颜色，用其制成的全色显示装置无需额外的
背光源，具有色彩炫丽，轻薄柔软等优点。
[0003] OLED器件核心为含有多种有机功能材料的
薄膜结构。常见的功能化有机材料有：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体(染料)等。通电时，电子和空穴被分别注入、传输到发光区域并在此复合，从而产生
激子并发光。
[0004] 为了提高器件的光电转换效率和运行
稳定性，人们已经已经开发出多种有机材料。韩国
专利申请KR20160143496公开了一类含有栓系型喹唑啉和苯并咔唑的化合物用于
磷光发光主体材料，韩国专利申请KR2017063411公开了一类含有栓系型喹唑啉和芴并咔唑的化合物用作磷光发光主体材料，美国专利申请US20170346022则公开了一类含有吲哚并咔唑和喹唑啉的化合物用作磷光发光主体材料。然而这些化合物用作OLED材料时仍然无法完全解决器件效率和寿命方面的各种问题。
[0005] 本发明的研究人员通过认真思考和不断实验，发现了一种巧妙的分子设计方案。相比于已知化合物，本发明所揭示的化合物可以提高器件的效率和寿命。
发明内容
[0006] 鉴于上述
现有技术的问题，本发明提供一类用于有机电致发光器件的新的化合物，以满足对OLED器件的光电性能不断提升的需求。本发明所揭示的新化合物含有栓系型的喹唑啉和吲哚并咔唑，可以用作磷光发光主体材料，可实现良好的效率且不失优秀的稳定性。
[0007] 作为本发明的一个方面，提供了如下通式(I)所示的化合物：
[0008]
[0009] 其中，在式(I)中的星号(*)所
指定的
位置并上式(II)所代表的结构；
[0010] L选自单键、取代或未取代的C6～C30的亚芳基、取代或未取代的C3～C30的亚杂芳基；
[0011] R1、R2、R3、R4和R5分别独立地代表0个至最大可能数目的任意数目取代基；
[0012] 多个R1、R2、R3、R4和R5可以相同或者不同；
[0013] 并且R1、R2、R3、R4和R5可以分别独立地与相连接的苯环稠合成环；
[0014] R6和R7可互相连接成环；
[0015] R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7分别独立地选自氢、卤素、氰基、取代或未取代的C1～C12的烷基、C1～C12的烷
氧基、羰基、羧基、取代或未取代的C6～C36的芳基、取代或未取代的C6～C36的稠环芳基、取代或未取代的C3～C36的杂芳基、取代或未取代的C3～C36的稠环杂芳基中的一种；
[0016] Ar1选自取代或未取代的C1～C12的烷基、取代或未取代的C6～C36的芳基、取代或未取代的C6～C36的稠环芳基、取代或未取代的C3～C36的杂芳基、取代或未取代的C3～C36的稠环杂芳基中的一种；
[0017] 当上述基团存在取代基时，所述取代基团分别独立选自卤素、C1～C10的烷基或环烷基、C2～C10烯基、C1～C6的烷氧基或硫代烷氧基基团、C6～C30的单环芳
烃或稠环芳烃基团、C3～C30的单环杂芳烃或稠环杂芳烃基团中的一种。
[0018] 进一步的，上述通式(Ⅰ)的化合物优选为下述通式(Ⅰ-1)至(Ⅰ-6)所示：
[0019]
[0020] 上述通式(Ⅰ-1)至(Ⅰ-6)中，L、R1至R7、Ar1的定义均与通式(Ⅰ)中相同。
[0021] 再进一步的，上述通式中，优选的，Ar1选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基、联苯基、三联苯基、
萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、 基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基。
[0022] 再进一步的，上述通式中，优选L为单键、亚苯基、亚萘基、亚吡啶基、亚芴基、亚二苯并呋喃基或亚二苯并噻吩基。
[0023] 再进一步的，上述通式中，优选R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7分别独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环己基、三氟甲基、乙烯基、丙烯基、环己烯基、乙炔基、丙炔基、苯基、萘基、蒽基、荧蒽基、联苯基、茚基、三亚苯基、芘基、苝基、基、芴基、螺二芴基、呋喃基、噻吩基、吡啶基中苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基或咔唑基的一种。
[0024] 更进一步的，本发明通式(1)所述的化合物中，可以优选出下述具体结构化合物：
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的化合物在有机电致发光器件中的应用。具体说，优选为在有机电致发光器件中作为
发光层材料。
[0029] 作为本发明的又一个方面，还提供了一种有机电致发光器件，包括第一
电极、第二电极和插入在所述第一电极和第二电极之间的有机层，其特征在于，所述有机层中含有至少一种选自如上所述的通式(Ⅰ)中的化合物，或者含有至少一种选自如上所述的通式(Ⅰ-1)至(Ⅰ-6)中的化合物。
[0030] 作为本发明的又一个方面，还提供了一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和插入在所述第一电极和第二电极之间的有机层，其特征在于，所述有机层中含有至少一种化合物选自如上所述的化合物InvP-1至InvP-55。
[0031] 上述本发明化合物作为主体材料性能优异的具体原因尚不明确，推测可能是以下的原因：
[0032] 本发明所揭示的化合物含有喹唑啉和吲哚并咔唑，其中的喹唑啉之4-位上取代的苯环被一个亚甲基与喹唑啉本体上的苯环栓系在一起。作为稠环结构，喹唑啉和吲哚并咔唑具有优秀的电荷传输性能。而本发明的这种栓系结构不仅可以进一步调整器件中的电子、空穴的传输平衡，且可以提供额外的分子结构稳定性。所有这些都是发明化合物有利于其作为OLED材料的优势。
具体实施方式
[0033] 下面将以多个合成
实施例为例来详述本发明的上述新化合物的具体制备方法，但本发明的制备方法并不限于这些合成实施例。
[0034] 本发明中所用的各种化学药品如石油醚、乙酸乙酯、
硫酸钠、
甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸、
磷酸钾、叔丁醇钠等
基础化工原料均购自上海泰坦科技股份有限公司和西陇化工股份有限公司。确定下述化合物所用的质谱仪采用的是ZAB-HS型质谱仪测定(英国Micromass公司制造)。
[0035] 下面对本发明化合物的合成方法进行简要的说明。
[0036] 合成实施例
[0037] 本发明的化合物可以从商品化或者文献报道过的原材料，通过传统的反应步骤合成。
[0038] 下面给出本发明代表性化合物的具体合成方法：
[0039] 合成例1：化合物InvP-1的合成
[0040]
[0041] 将Pd2(dba)3(1.23g,1.35mmol)和三叔丁基磷(tert-Bu3P)(0.54g,2.70mmol)的二甲苯(xylene)混合溶液在氮气氛下搅拌15分钟后，加入化合物M-1(16.6g,50mmol)、M-2(21.8g,78mmol)和叔丁醇钠(t-BuoNa)(9.7g,100mmol)。所得之反应混合物在氮气氛下加热至
沸腾并搅拌过夜。待反应液冷至室温，以甲苯稀释，以短
硅胶柱过滤，并以甲苯淋洗。
溶剂蒸干后残留物以甲苯重结晶，得到化合物InvP-1(16g)为一黄色固体。
[0042] 合成例1：化合物InvP-13的合成
[0043]
[0044] 将化合物M-3(10g,39mmol)、M-4(14g,51mmol)和
碳酸钾(11g,80mmol)的DMF(200ml)溶液在氮气中加热到120℃过夜。反应液降至室温后，倒入大量的
水中，所得沉淀物以过滤收集。所得固体溶解于甲苯中，以短硅胶柱过滤，并以甲苯淋洗。所得滤液蒸干溶剂后残留物以甲苯重结晶，得到化合物M-4(9.5g)为一黄色固体。
[0045]
[0046] 将Pd2(dba)3(0.25g,0.27mmol)和三叔丁基磷(tert-Bu3P)(0.2g,1mmol)的二甲苯(xylene)混合溶液在氮气氛下搅拌15分钟后，加入化合物M-4(7g,14mmol)、M-5(3.9g,25mmol)和叔丁醇钠(t-BuoNa)(2.91g,30mmol)。所得之反应混合物在氮气氛下加热至沸腾并搅拌过夜。待反应液冷至室温，以甲苯稀释，以短硅胶柱过滤，并以甲苯淋洗。溶剂蒸干后残留物以甲苯重结晶，得到化合物InvP-13(6g)为一黄色固体。
[0047] 合成例3：化合物InvP-22的合成
[0048]
[0049] 将Pd2(dba)3(1.23g,1.35mmol)和三叔丁基磷(tert-Bu3P)(0.54g,2.70mmol)的二甲苯(xylene)混合溶液在氮气氛下搅拌15分钟后，加入化合物M-6(20g,49mmol)、M-2(21.8g,78mmol)和叔丁醇钠(t-BuoNa)(9.7g,100mmol)。所得之反应混合物在氮气氛下加热至沸腾并搅拌过夜。待反应液冷至室温，以甲苯稀释，以短硅胶柱过滤，并以甲苯淋洗。溶剂蒸干后残留物以甲苯重结晶，得到化合物InvP-22(14g)为一黄色固体。
[0050] 器件实施例
[0051] 实施方式
[0052] OLED包括位于第一电极和第二电极，以及位于电极之间的有机材料层。该有机材料又可以分为多个区域。比如，该有机材料层可以包括空穴传输区、发光层、电子传输区。
[0053] 在具体实施例中，在第一电极下方或者第二电极上方可以使用基板。基板均为具有机械强度、
热稳定性、防水性、透明度优异的玻璃或
聚合物材料。此外，作为显示器用的基板上也可以带有
薄膜晶体管(TFT)。
[0054] 第一电极可以通过在基板上溅射或者沉积用作第一电极的材料的方式来形成。当第一电极作为
阳极时，可以采用铟
锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物透明导电材料和它们的任意组合。第一电极作为
阴极时，可以采用镁(Mg)、
银(Ag)、
铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、
钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等金属或
合金以及它们之间的任意组合。
[0055] 有机材料层可以通过
真空热蒸
镀、旋转涂敷、打印等方法形成于电极之上。用作有机材料层的化合物可以为有机小分子、有机大分子和聚合物，以及它们的组合。
[0056] 空穴传输区位于阳极和发光层之间。空穴传输区可以为
单层结构的空穴传输层(HTL)，包括只含有一种化合物的单层空穴传输层和含有多种化合物的单层空穴传输层。空穴传输区也可以为包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)中的至少一层的多层结构。
[0057] 本发明的一方面空穴传输区的材料可以选自、但不限于酞菁衍
生物如CuPc、导电聚合物或含导电
掺杂剂的聚合物如聚苯撑乙烯、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)、聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(Pani/PSS)、芳香胺衍生物如下面HT-1至HT-34所示的化合物；或者其任意组合。
[0058]
[0059]
[0060]
[0061] 空穴注入层位于阳极和空穴传输层之间。空穴注入层可以是单一化合物材料，也可以是多种化合物的组合。
[0062] 本发明的一方面，空穴注入层可以采用上述HT-1至HT-34的一种或多种化合物。
[0063] 本发明的另一方面，空穴注入层可以采用下述HI1—HI3中的一种或多种化合物。
[0064] 本发明的另一方面，空穴注入层也可以采用HT-1至HT-34的一种或多种化合物掺杂下述HI1—HI3中的一种或多种化合物。
[0065]
[0066] 发光层包括可以发射不同
波长光谱的的发光染料(即掺杂剂，dopant)，还可以同时包括主体材料(Host)。发光层可以是发射红、绿、蓝等单一颜色的单色发光层。多种不同颜色的单色发光层可以按照
像素图形进行平面排列而形成彩色发光层，也可以堆叠在一起而形成彩色发光层。当不同颜色的发光层堆叠在一起时，它们可以彼此隔开，也可以彼此相连。发光层也可以是能同时发射红、绿、蓝等不同颜色的单一彩色发光层。
[0067] 根据不同的技术，发光层材料可以采用
荧光电致发光材料、磷光电致发光材料、热活化延迟荧光发光材料等不同的材料。电子和空穴在发光层复合可以生成
能量较高的单线态激子和能量较低的三线态激子。单纯利用单线态的激子发光就是荧光技术；磷光电致发光通过重
原子效应，则可充分利用三线态的激子发光(Nature,1998,Vol 395,pp151-154)；而热活化延迟荧光(TADF)技术依赖于
热能将三线态激子激活到单线态而实现发光，要求化合物具有极小的单线态-三线态
能隙。在一个OLED器件中，可以采用单一的发光技术，也可以采用多种不同的发光技术的组合。这些按技术分类的不同发光材料可以发射同种颜色的光，也可以发射不同种颜色的光。
[0068] 在本发明的一方面，发光层采用磷光电致发光的技术。其发光层之磷光发光化合物可以选自、但不限于以下所罗列的RPD-1—RPD-29的一种或多种的组合。
[0069]
[0070]
[0071] 磷光发光层还可以包括主体材料。例如，发光层主体材料可以选自、但不限于GPH-1—GPH-80中的一种或多种的组合。
[0072]
[0073]
[0074]
[0075] OLED有机材料层还可以包括发光层与阴极之间的电子传输区。电子传输区可以为单层结构的电子传输层(ETL)，包括只含有一种化合物的单层电子传输层和含有多种化合物的单层电子传输层。电子传输区也可以为包括电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)中的至少一层的多层结构。
[0076] 本发明的一方面，电子传输层材料可以选自、但不限于以下所罗列的ET-1～ET-57的一种或多种的组合。
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081] 器件中还可以包括位于电子传输层与阴极之间的电子注入层，电子注入层材料包括但不限于以下罗列的一种或多种的组合：
[0082] LiF,NaCl,CsF,Li2O,Cs2CO3,BaO,Na,Li,Ca。
[0083] 本实施例中有机电致发光器件制备过程如下：
[0084] 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；
[0085] 器件实施例:IVD-1
[0086] 把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至<1×10-5Pa，在上述阳极层膜上按先后顺序真空热蒸镀10nm的HT21:HIL-2(97/3,w/w)混合物作为空穴注入层，60nm的化合物HT21作为空穴传输层，40nm的化合物InvP-1:RPD8(95/5,w/w)作为发光层，25nm的化合物ET-46:ET-57(50/50,w/w)混合物作为电子传输层，1nm的LiF作为电子注入层，150nm的金属铝作为阴极。所有有机层和LiF的蒸镀总速率控制在0.1nm/秒，金属电极的蒸镀速率控制在1nm/秒。
[0087] 器件实施例IVD-2～IVD-6采用和IVD-1同样的方法制作，只是把发光层里的InvP-1分别替换成InvP-13,InvP-21,InvP-22,InvP-24,InvP-55.
[0088] 器件比较例CCD-1～CCD-3采用和器件实施例IVD-1同样的方法制作，只是发光层里的InvP-1分别替换成CCP-1,CCP-2和CCP-3。
[0089] 按照上述的步骤方法制备的OLED器件，各器件实施例和比较例所采用的发光层主体材料的结构式具体如下所示：
[0090]
[0091]
[0092] 对由上述过程制备的有机电致发光器件进行如下性能测定：
[0093] 在同样
亮度下，使用数字源表及亮度计测定实施例IVD-1～IVD-4以及对比例CCD-1～CCD-3中制备得到的有机电致发光器件。具体而言，驱动
电压在
电流强度为10mA/cm2下录得。器件寿命LT95为保持恒定电流下，器件亮度由初始亮度为100000cd/m2下降至
2
9500cd/m 所经历的时间。表中报告的器件寿命LT95为相对值，即相对于器件比较例CCD-1的值。
[0094] 上述各个实施例所制备的有机电致发光器件的性能见下表1。
[0095] 表1：
[0096]
[0097]
[0098] 以上结果表明，本发明实施例所制备的所有的器件均发射红光。从表1中实施例IVD-1至IVD-6与对比例CCD-1至CCD-3所制备的器件数据对比可见，采用本发明的含有喹唑啉和吲哚并咔唑的化合物作为主体材料所制备的红光发光器件较采用现有技术材料作为主体材料所制备的器件具有较低的电压和较长的寿命。而且，当在喹唑啉单元上引入栓系结构时，器件的寿命可以进一步延长。
[0099] 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。
