CN106478671B - 一种含有咪唑并环的化合物及其在oled上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种咪唑类化合物及其在有机电致发光器件上的应用，该化合物以咪唑并环为核心，具有分子间不易结晶、不易聚集、具有良好成膜性的特点。本发明化合物作为OLED发光器件的发光层主体材料使用时，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。

Description

一种含有咪唑并环的化合物及其在OLED上的应用
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种含有咪唑并环的化合物，以及其作为发光层主体材料在有机发光二极管上的应用。
背景技术
有机电致发光(OLED:Organic Light Emission Diodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。
OLED发光器件犹如三明治的结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。
为了得到综合性能优异的有机电致发光器件，需要设计合适的主客体材料和优化器件结构，发光层主体材料通常包含空穴和/或电子传输单元，具有合适的载流子传输性能，并且要求其三重态能级高于发光体，这样才能保证三重态激子局限在发光层。此外，为了实现载流子高效注入以降低启动电压，主体材料还应该具有相对于邻近有机层的合适的能级。
近年来，双极性主体材料因具有平衡的空穴和电子载流子流，提高了电子和空穴的复合效率，进而有利于增强器件的发光效率，降低效率的滚降。同时，双极性主体材料的给体和受体之间具有很强的分子内电荷转移，导致材料本身的三重态能级被拉低，限制了其在工业化生产中的应用。目前双极性主体材料的研究热点在包含有给体受体的基础上，采用饱和原子切断给体受体之间的π共轭，进而提高其三重态能级。
就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种含有咪唑并环的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本发明化合物以咪唑并环为核心，作为发光层主体材料应用于有机发光二极管，本发明制作的器件具有良好的光电性能，能够满足面板制造企业的要求。
本发明的技术方案如下：
本申请人提供了一种以咪唑并环为核心的化合物，所述化合物的结构如通式(1)所示：
通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8分别独立的表示为CH或N；
Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示为或者-R；
其中，Ar表示C1-10烷基取代或未取代的芳基；n取1或2；
R选取通式(2)或通式(3)所示结构，且Ar1、Ar2、Ar3中的R至少有一个选取通式(2)或通式(3)所示结构：
通式(2)中，X1表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；
R1、R2分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(4)或通式(5)所示结构：
a为X2、X3分别独立的选取氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；a通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL4-CL5键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键、CL‘3-CL’4键或CL‘4-CL’5键连接在通式(2)上；
Ar4、Ar5分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基；
通式(3)中，R3、R4分别独立的选取氢、C1-10的烷基、C4-20的芳基、通式(6)或通式(7)所示结构：
b为X2、X3分别独立的选取氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；b通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键或CL‘3-CL’4键连接在通式(3)上；
Ar6、Ar7分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基。
优选的，所述通式(1)中R为：
中的任一种。
优选的，所述化合物的具体结构式为：
中的任一种。
本申请人还提供了一种包含所述以咪唑并环为核心的化合物的发光器件，所述化合物作为发光层的主体材料，用于制作OLED器件。
本申请人还提供了一种制备所述以咪唑并环为核心的化合物的方法，制备过程中的反应方程式为：
反应式1～3中，n，m分别独立的表示为0或1；
其中反应式1的制备方法为：
称取咪唑并环的溴代物、Ar1-H、Ar2-H，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述咪唑并环的溴代物与Ar1-H、Ar2-H的摩尔比为1:0.8～2.0:0.8～2.0，Pd2(dba)3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；
反应式2的制备方法为：
称取咪唑并环的衍生物和Ar3-Br，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述咪唑并环的衍生物与Ar3-Br的摩尔比为0.8～3.0:1，Pd2(dba)3与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与Ar3-Br的摩尔比为1.0～3.0:1；
反应式3的制备方法为：
称取咪唑并环的溴代物、Ar1-B(OH)2、Ar2-B(OH)2，用体积比为2:1的甲苯乙醇混合溶剂溶解；在惰性气氛下，再加入Na2CO3水溶液、Pd(PPh3)4；将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述溴代化合物与Ar1-B(OH)2、Ar2-B(OH)2的摩尔比为1:1.0～2.0:1.0～2.0；Na2CO3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；Pd(PPh3)4与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1。
本发明有益的技术效果在于：
本发明化合物以咪唑并环为母核，再连接芳香杂环基团，具备很强的刚性，破坏了分子对称性，从而破坏分子的结晶性，避免了分子间的聚集作用。所述化合物结构分子内包含咪唑并环作为电子受体(acceptor,A)，有利于电子在发光层中的传输。连接的杂环基团是电子给体(donor,D)，它有利于空穴在发光层中的传输。咪唑并环内部的三价氮原子是饱和原子，它不仅具有很强的刚性，还有利于提高母核化合物三重态能级，电子给体和电子受体的组合可以提高电子和空穴的迁移率、降低启动电压，提高激子的复合效率，提高器件性能。
母核氮杂咪唑并环具有较高的三重态能级，使化合物三重态激子局限在发光层中，提高发光效率，本发明化合物适合作为发光层主体材料使用。
本发明所述化合物可作为发光层材料应用于OLED发光器件制作，作为发光层主体材料可以获得良好的器件表现，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。
本发明所述化合物材料在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
附图说明
图1为使用本发明化合物制备得到的OLED器件的结构示意图；
其中，1为透明基板层，2为ITO阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为发光层，6为电子传输层，7为电子注入层，8为阴极反射电极层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1：化合物4的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 3-(4-溴苯基)-7,9-二氮杂-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol13,13-二甲基-12,13-二氢-7-氧杂-12-氮杂-吲哚[2,1-a]蒽，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度98.21％，收率38.50％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为583.20，实测值583.25。
实施例2：化合物11的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol2-溴-3-氮杂-5-苯基-5H-苯并咪唑[1,2-a]苯并咪唑，0.015mol3'-(13,13-二甲基苯并呋喃[3,2-a]吖啶-8(13H)-基)联苯-3-基硼酸，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入0.03molNa2CO3水溶液(2M)，然后加入0.0001mol Pd(PPh3)4，加热回流10-24小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度98.6％，收率18.00％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为733.28，实测值733.46。
实施例3：化合物19的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.015mol 3-氮杂-5H-苯并咪唑[1,2-a]苯并咪唑，0.01mol 7-(3-溴-5-甲苯基)-7H-12-氧杂-7-氮杂-吲哚[1,2-a]芴，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度99.35，收率39.00％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为553.19，实测值553.25。
实施例4：化合物25的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mo 2,9-二溴-3-氮杂苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.010mol苯硼酸，0.010mol原料A，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入0.03mol Na2CO3水溶液(2M)，然后加入0.0001mol Pd(PPh3)4，加热回流10-24小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度98.05％，收率26.00％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为664.14，实测值664.19。
实施例5：化合物43的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 2,9-二溴-3-氮杂-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.025mol5,5,8,8-四甲基-8,13-二氢-5H-吲哚[2,1-c]吖啶，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度97.59％，收率48.56％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为855.39，实测值855.49。
实施例6：化合物67的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 3-溴-9-氮杂-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]噻唑，0.015mol原料B，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10- 4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度99.35％，收率28.90％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为638.21，实测值638.36。
实施例7：化合物78的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 9-溴-3-氮杂苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol 13H-二苯并呋喃[2,3-c:3',2'-g]咔唑，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度98.20％，收率42.00％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为554.14，实测值554.24。
实施例8：化合物80的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.015mol 2-氮杂5H-苯并咪唑[1,2-a]苯并咪唑，0.010mol 13-(4-溴苯基)-10,10-二甲基-10,13-二氢苯并呋喃[2,3-c]吲哚[1,2-g]咔唑，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，150ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度95.93％，收率48.70％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为655.24，实测值655.28。
实施例9：化合物90的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mo 4-氮杂9-溴-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol原料4-(12,12-二甲基苯并呋喃[3,2-b]吖啶-7(12H)-基)苯硼酸，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入0.03molNa2CO3水溶液(2M)，然后加入0.0001mol Pd(PPh3)4，加热回流10-24小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度98.96％，收率42.60％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为582.21，实测值582.26。
实施例10：化合物95的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.015mol 3-氮杂-5H-苯并咪唑[1,2-a]苯并咪唑，0.010mol原料C，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，250ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度98.55％，收率41.20％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为794.41，实测值794.50。
实施例11：化合物99的合成
250ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 3-氮杂-9-溴-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol原料D，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，250ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度96.86％，收率53.10％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为647.20，实测值647.25。
实施例12：化合物112的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 2-溴-3-氮杂-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol原料E，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，250ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度95.93，收43.20％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为748.30，实测值748.44。
实施例13：化合物119的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mo 3-氮杂9-溴-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.015mol原料F，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入0.03molNa2CO3水溶液(2M)，然后加入0.0001mol Pd(PPh3)4，加热回流10-24小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度98.59％，收率38.60％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为707.23，实测值707.36。
实施例14：化合物126的合成
500ml的四口瓶，在通入氮气的气氛下，加入0.01mol 2,9-二溴-4-氮杂-苯并[d]苯并[4,5]咪唑[2,1-b]恶唑，0.025mol 9,9-二甲基-9,10-二氢-吖啶，0.03mol叔丁醇钠，1×10-4mol Pd2(dba)3，1×10-4mol三叔丁基膦，250ml甲苯，加热回流24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度96.25％，收率48.20％。
HPLC-MS(m/z)：理论值为623.27，实测值623.34。
本发明化合物可以作为发光层材料使用，对本发明化合物90、化合物126和现有材料CBP分别进行热蒸镀状态、T1能级的测定，检测结果如表1所示。
表1
化合物 热蒸镀状态 T1(eV) 功用
化合物90 熔融型 2.92 主体材料
化合物126 熔融型 3.05 主体材料
化合物CBP 升华型 2.70 主体材料
注：热蒸镀状态由韩国ANS-INC(100*100)蒸镀设备进行测定，真空度＜5×10-7Torr，第一升温区(0-200℃)，升温速率10℃/min；第二升温区(200-400℃)，升温速率5℃/min，以的蒸镀速率蒸镀10min后自然降至室温。T1是先测试化合物的磷光发射光谱，并由磷光发射峰计算得到(测试设备：利用Edinburgh Instruments的FLS980荧光光谱仪，Oxford Instruments的Optistat DN-V2低温组件)。
由上表数据可知，本发明化合物具有较高的热蒸镀速率稳定性，较升华型材料，其材料内部传热较好，避免了因传热不均局部过热引起的材料变质，有利于实现长时间蒸镀。此外，本发明化合物具有较高的T1能级，避免能量由掺杂材料回传到主体材料，适合作为发光层材料；同时，本发明化合物含有电子给体(donor,D)与电子受体(acceptor,A)，使得应用本发明化合物的OLED器件电子和空穴达到平衡状态，保证了电子和空穴的复合率，使得器件效率和寿命得到提升。
以下通过实施例15-22和比较例1-3详细说明本发明合成的化合物在器件中作为发光层主体材料的应用效果。实施例16-22与实施例15相比，所述器件的制作工艺完全相同，并且所采用了相同的基板材料和电极材料，电极材料的膜厚也保持一致，所不同的是器件中发光层材料发生了改变。实施例15-22与比较例1～3相比，比较例1所述器件的发光层材料采用的是现有常用原料，而实施例15-22的器件发光层材料采用的是本发明化合物。各实施例所得器件的结构组成如表2所示。各器件的性能测试结果如表3所示。
实施例15
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物4和GD-19按照100：5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极电极层8(Al)。相关材料的分子结构式如下所示：
具体制备过程如下：
透明基板层1采用透明材料。对ITO阳极层2(膜厚为150nm)进行洗涤，即依次进行碱洗涤、纯水洗涤、干燥后再进行紫外线-臭氧洗涤以清除透明ITO表面的有机残留物。
在进行了上述洗涤之后的ITO阳极层2上，利用真空蒸镀装置，蒸镀膜厚为10nm的三氧化钼MoO3作为空穴注入层3使用。紧接着蒸镀80nm厚度的TAPC作为空穴传输层4。
上述空穴传输材料蒸镀结束后，制作OLED发光器件的发光层5，其结构包括OLED发光层5所使用材料化合物4作为主体材料，GD-19作为掺杂材料，掺杂材料掺杂比例为5％重量比，发光层膜厚为30nm。
在上述发光层5之后，继续真空蒸镀电子传输层材料为TPBI。该材料的真空蒸镀膜厚为40nm，此层为电子传输层6。
在电子传输层6上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为1nm的氟化锂(LiF)层，此层为电子注入层7。
在电子注入层7上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为80nm的铝(Al)层，此层为阴极反射电极层8使用。
如上所述地完成OLED发光器件后，用公知的驱动电路将阳极和阴极连接起来，测量器件的发光效率，发光光谱以及器件的电流-电压特性。
实施例16
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物11和GD-19按照100:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例17
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物43和Ir(PPy)3按照100:10的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例18
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物78和Ir(PPy)3按照100:10的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例19
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物80和GD-PACTZ按照100:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例20
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物90和GD-PACTZ按照100:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例21
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物126、GH-204和Ir(PPy)3按照70:30:10的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
实施例22
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(化合物127、GH-204和GD-PACTZ按照70:30:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
比较例1
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(CBP和GD-19按照100:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
比较例2
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(CBP和Ir(PPy)3按照100:10的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极反射电极层8(Al)。
比较例3
透明基板层1/ITO阳极层2/空穴注入层3(三氧化钼MoO3，厚度10nm)/空穴传输层4(TAPC，厚度80nm)/发光层5(CBP和GD-PACTZ按照100:5的重量比混掺，厚度30nm)/电子传输层6(TPBI，厚度40nm)/电子注入层7(LiF，厚度1nm)/阴极电极层8(Al)。
所制作的OLED发光器件的测试结果见表3。
表2
表3
器件代号 电流效率 色彩 LT95寿命
实施例15 7.86 绿光 6.9
实施例16 8.65 绿光 5.6
实施例17 27.55 绿光 8.9
实施例18 29.80 绿光 7.2
实施例19 30.92 绿光 10.2
实施例20 28.90 绿光 13.1
实施例21 33.58 绿光 12.5
实施例22 36.60 绿光 11.6
比较例1 6.50 绿光 3.80
比较例2 24.60 绿光 4.30
比较例3 25.10 绿光 7.80
说明:比较例1的电流效率为6.5cd/A(@10mA/cm2)；启动电压为4.3V(@1cd/m2)，5000nit亮度下LT95寿命衰减为3.8Hr。比较例2的电流效率为24.6cd/A(@10mA/cm2)；5000nit亮度下LT95寿命衰减为4.3Hr。比较例3的电流效率为25.1cd/A(@10mA/cm2)；启动电压为3.5V(@1cd/m2)，5000nit亮度下LT95寿命衰减为7.8Hr。寿命测试系统为本发明所有权人与上海大学共同研究的OLED器件寿命测试仪。
实施例16启动电压为3.8(@1cd/m2)，实施例20启动电压为2.9V(@1cd/m2)。
表3的结果可以看出，本发明所述化合物作为发光层主体材料可应用于OLED发光器件制作；并且与比较例1相比，无论是效率、电压还是寿命均比已知OLED材料获得较大改观，特别是器件的驱动寿命获得较大的提升。
为进一步体现本发明化合物在产业化应用的优势，本发明比较了不同掺杂材料比例下器件的性能变化情况，定义掺杂浓度依赖系数进行表示；
它表示驱动电流为10mA/cm2下不同掺杂浓度的器件，其效率最大值μmax、最小值和平均值之间的均匀程度，值越大，说明掺杂比例对器件的效率影响越大，在产业化应用时要严格控制材料的蒸镀速率，工业应用窗口较小；反之，说明器件性能对掺杂比例的要求不好，容易实现工业化生产，降低生产成本，具有良好的产业化应用前景。
参考实施例15-22的制备方法，并且采用了相同的基板材料和电极材料，电极材料的膜厚也保持一致，所不同的是对掺杂比例做了变换；各器件的结构及测试结果如表4所示：
表4
从以上数据应用来看，本发明化合物作为发光层材料在OLED发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
虽然已通过实施例和优选实施方式公开了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的实施方式。相反，本领域技术人员应明白，其意在涵盖各种变型和类似的安排。因此，所附权利要求的范围应与最宽的解释相一致以涵盖所有这样的变型和类似的安排。

Claims (5)

1.一种以咪唑并环为核心的化合物，其特征在于所述化合物的结构如通式(1)所示：
通式(1)中，X表示氧原子、硫原子、或Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8分别独立的表示为CH或N；
Ar1、Ar2、Ar3分别独立的表示为
其中，Ar表示C1-10烷基取代或未取代的芳基；n取1或2；
R选取通式(2)或通式(3)所示结构：
通式(2)中，X1表示为氧原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；
R1独立的选取氢、C4-20的芳基、通式(4)或通式(5)所示结构：R2独立的选取通式(4)所示结构：
a为X2、X3分别独立的选取氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；a通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键或CL‘3-CL’4键连接在通式(2)上；
Ar4、Ar5分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基；
通式(3)中，R3独立的选取氢、C4-20的芳基、通式(6)或通式(7)所示结构：R4独立的选取通式(6)所示结构：
b为X2、X3分别独立的选取氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的叔胺基中的一种；b通过CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键或CL‘3-CL’4键连接在通式(3)上；
Ar6、Ar7分别独立的表示为C1-10烷基取代或未取代的芳基。
2.根据权利要求1所述的以咪唑并环为核心的化合物，其特征在于所述通式(1)中R为：
中的任一种。
3.一种以咪唑并环为核心的化合物，其特征在于所述化合物的具体结构式为：
中的任一种。
4.一种包含权利要求1～3任一项所述以咪唑并环为核心的化合物的发光器件，其特征在于所述化合物作为发光层的主体材料，用于制作OLED器件。
5.一种制备权利要求1～3任一项所述以咪唑并环为核心的化合物的方法，其特征在于制备过程中的反应方程式为：
反应式1～3中，n，m分别独立的表示为0或1；
其中反应式1的制备方法为：
称取咪唑并环的溴代物、Ar1-H、Ar2-H，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述咪唑并环的溴代物与Ar1-H、Ar2-H的摩尔比为1:0.8～2.0:0.8～2.0，Pd2(dba)3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；
反应式2的制备方法为：
称取咪唑并环的衍生物和Ar3-Br，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述咪唑并环的衍生物与Ar3-Br的摩尔比为0.8～3.0:1，Pd2(dba)3与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，三叔丁基膦与Ar3-Br的摩尔比为0.006～0.02:1，叔丁醇钠与Ar3-Br的摩尔比为1.0～3.0:1；
反应式3的制备方法为：
称取咪唑并环的溴代物、Ar1-B(OH)2、Ar2-B(OH)2，用体积比为2:1的甲苯乙醇混合溶剂溶解；在惰性气氛下，再加入Na2CO3水溶液、Pd(PPh3)4；将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物；
所述溴代化合物与Ar1-B(OH)2、Ar2-B(OH)2的摩尔比为1:1.0～2.0:1.0～2.0；Na2CO3与咪唑并环的溴代物的摩尔比为1.0～3.0:1；Pd(PPh3)4与咪唑并环的溴代物的摩尔比为0.006～0.02:1。
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