CN110483370A - 含氮化合物、光电转化器件及电子装置 - Google Patents

含氮化合物、光电转化器件及电子装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种含氮化合物、光电转换器件及电子装置，属于光电技术领域。该含氮化和物的结构通式如式I所示，其中，Ar1和Ar2分别独立的选自取代或未取代的碳原子数为6‑30的芳基；Ar1和Ar2的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、氚、卤素、氰基、氨基、羟基、硝基、碳原子数为1‑20的烷基、碳原子数为3‑20的环烷基、碳原子数为6‑30的芳基。本公开的含氮化合物及光电转换器件可提高器件的光电转化效率，延长器件寿命。

Description

含氮化合物、光电转化器件及电子装置
技术领域
本公开涉及光电技术领域，具体而言，涉及一种含氮化合物、光电转化器件及电子装置。
背景技术
近年来，有机电致发光器件(OLED，Organic electroluminescent device)作为新一代显示技术逐渐进入人们的视野。常见的有机电致发光器件是由阳极、阴极以及设于阴极和阳极之间的有机层构成。当向阴极和阳极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子与阳极侧的空穴同时向功能层移动，且其在功能层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，从激发态变为基态的过程对外发光。因此，提高OLED器件中电子和空穴的再结合性是至关重要的。
光电转化器件中常设置有电子阻挡层及电子传输层等，以改善器件的寿命。但是，目前的器件存在低效率的问题。因此，如何设计新的性能更好的材料应用于电阻挡层或电子传输层等，以至于所有器件能够达到降低电压、提高光电转化效率和寿命的效果，一直是本领域技术人员亟待解决的问题。
现有技术文献也对此进行了研究，例如：专利文献CN102224150B、专利文献CN103827257B、专利文献CN105061371B以及专利文献CN108137500A。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种含氮化合物及光电转化器件，可提高光电转化效率，延长器件寿命。
根据本公开的一个方面，提供一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构通式如式I所示：
其中，Ar1和Ar2分别独立的选自取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基。
在本公开的一种示例性实施例中，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自：取代或未取代的成环碳原子数为6-20的芳基；
所述Ar1和所述Ar2的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、氚、卤素、氰基、氨基、羟基、硝基、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基。
在本公开的一种示例性实施例中，所述Ar1和所述Ar2相同或不同，且分别独立的选自如下基团：
其中，*表示上述基团用于与式I中 基团结合。
在本公开的一种示例性实施例中，所述Ar1和所述Ar2不同时为其中，*表示上述基团用于与式I中 基团结合。
在本公开的一种示例性实施例中，所述含氮化合物选自如下化合物：
根据本公开的一个方面，提供一种光电转化器件，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；
所述功能层包含上述任意一项所述的含氮化合物。
在本公开的一种示例性实施例中，所述功能层包括电子阻挡层，所述电子阻挡层包含上述任意一项所述的含氮化合物。
在本公开的一种示例性实施例中，所述功能层还包括：
发光层，设于所述电子阻挡层远离所述阳极的一侧；
空穴传输层，设于所述电子阻挡层远离所述发光层的一侧；
电子传输层，设于所述发光层与所述阴极之间。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光电转化器件为有机电致发光器件。
根据本公开的一个方面，提供一种电子装置，包括上述任意一项所述的光电转化器件。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光电转化器件为太阳能电池。
本公开提供的含氮化合物、光电转化器件及电子装置，一方面，可通过将咔唑的氮原子和三芳基胺的氮原子通过亚苯基相连，可缩短氮原子之间的距离，进而可缩小三芳胺和咔唑平面的夹角，从而可将材料的HOMO能级通过共轭作用同时分布在三芳胺以及咔唑基团上，从而提高材料的空穴迁移率，进而提高器件的光电转化效率；另一方面，可通过不同的分支长度，降低分子的对称性，进一步加强材料的无定形排列，还可通过在三芳基胺的另两个分支引入大平面稠环基团，可有效分散对三芳基胺的电子云密度，避免C-N键的裂解，同时，可通过垂直构型的稠环连接方式，增大分子空间体积，降低分子间堆叠带来的结晶效应，进而可降低器件的工作电压，延长器件寿命。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施方式有机电致发光器件的结构示意图。
图2为本公开实施方式化合物1的氢谱测试图。
图3为本公开实施方式化合物5的氢谱测试图。
图4为本公开化合物1的HOMO能级图。
图5为本公开化合物A的HOMO能级图。
图中：1、阳极；2、空穴注入层；3、功能层；31、空穴传输层；32、电子阻挡层；33、发光层；34、电子传输层；4、电子注入层；5、阴极。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
用语“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本公开实施方式提供了一种含氮化合物，该含氮化合物的结构通式如式I所示：
其中，Ar1和Ar2分别独立的选自取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基；
所述Ar1和所述Ar2的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、氚、卤素、氰基、氨基、羟基、硝基、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基。
本公开提供的含氮化合物，一方面，可通过将咔唑的氮原子和三芳基胺的氮原子通过亚苯基相连，可缩短氮原子之间的距离，进而可缩小三芳胺和咔唑平面的夹角，从而可将材料的HOMO能级通过共轭作用同时分布在三芳胺以及咔唑基团上，从而提高材料的空穴迁移率，进而提高器件的光电转化效率；另一方面，可通过不同的分支长度，降低分子的对称性，进一步加强材料的无定形排列，还可通过在三芳基胺的另两个分支引入大平面稠环基团，可有效分散对三芳基胺的电子云密度，避免C-N键的裂解，同时，可通过垂直构型的稠环连接方式，增大分子空间体积，降低分子间堆叠带来的结晶效应，进而可降低器件的工作电压，延长器件寿命。
下面对本公开实施方式含氮化合物的各部分进行详细说明：
本公开的含氮化合物的结构通式如式I所示：
其中，Ar1和Ar2可分别独立的选自取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基。需要说明的是，Ar1及Ar2中的1或2仅作为标记使用，不用来限定数量。在一实施方式中，Ar1和Ar2可分别独立地选自：取代或未取代的成环碳原子数为6-20的芳基，举例而言，其成环碳原子数可以是6个，10个，14个，16个或20个，当然，成环碳原子数还可以是其他，在此不再一一列举。其中，取代是指Ar1和Ar2中至少一个氢原子可被取代基取代。Ar1和Ar2的取代基可以相同也可以不同，且Ar1和Ar2均可分别独立地选自：氘、氚、卤素、氰基、氨基、羟基、硝基、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基。
在一实施方式中，Ar1和Ar2可以相同，也可以不同，且Ar1和Ar2可分别独立的选自如下基团：
其中，*表示上述基团用于与式I中 基团结合。当然，Ar1和Ar2还可选自其他基团，在此不做特殊限定。
优选的，在式I中Ar1和Ar2不同时为基团。
在一实施方式中，含氮化合物可选自如下化合物：
需要说明的是，以上含氮化合物仅为示例性的含氮化合物，还可以包含其他含氮化合物，在此不再一一列举。
下面，通过实施例对本公开的含氮化合物的合成过程进行详细说明。但是，下述实施例仅是本公开的例示，而并非限定本公开。
化合物1的合成：
将4’-氯联苯-4-硼酸(30.00g，129.04mmol)、1-溴萘(26.72g，129.04mmol)、四(三苯基膦)钯(7.45g，6.45mmol)、碳酸钾(35.67g，258.09mmol)、四丁基氯化铵(1.47g，6.45mmol)、甲苯(240ml)、乙醇(120ml)和去离子水(36ml)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至75℃～80℃，加热回流搅拌4h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入二氯甲烷和水萃取反应液，合并有机相，采用无水硫酸镁干燥有机相，过滤得到滤液，将其浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯，得到中间体-A-1(30.45g，收率为75％)。
将1-萘硼酸(30g，174.42mmol)、4-溴苯胺(28.57g，166.12mmol)、四(三苯基膦)钯(9.59g，8.30mmol)、碳酸钾(45.92g，332.24mmol)、四丁基氯化铵(1.89g，8.31mmol)、甲苯(240ml)、乙醇(120ml)和去离子水(36ml)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至75℃～80℃，加热回流搅拌4h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入二氯甲烷和水萃取反应液，合并有机相，采用无水硫酸镁干燥有机相，过滤得到滤液，将其浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯，得到中间体-B-1(27.31g，收率为75％)。
将中间体-B-1(27.31g，124.53mmol)、9-(4-溴苯基)咔唑(40.12g，124.53mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.14g，1.24mmol)、2-双环己基膦-2,4,6-三异丙基联苯(1.19g，2.50mmol)、叔丁醇钠(17.95g，186.81mmol)加入溶剂甲苯(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到中间体-C-1(43.02g，收率为76％)。
将中间体-C-1(10.00g，21.71mmol)、中间体-A-1(6.83g，21.71mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入溶剂甲苯(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物1(11.12g，收率为70％)。质谱：m/z＝738.93(M+H)+。如图2所示，化合物1的氢谱为：1H NMR(400MHz，CDCl3)(ppm)：8.17(d，2H)，8.07(d，1H)，8.01(d，1H)，7.93(d，2H)，7.88(t，2H)，7.76(d，2H)，7.71(d，2H)，7.60(d，2H)，7.56(t，2H)，7.53-7.44(m，16H)，7.43(d，2H)，7.40(d，2H)，7.31(t，2H)。
化合物2的合成：
将中间体-C-1(10.00g，21.71mmol)、4-溴对三联苯(6.65g，21.52mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入溶剂甲苯(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物2(10.43g，收率为70％)。质谱：m/z＝692.90(M+H)+。
化合物3的合成：
将9-溴菲(30g，116.67mmol)、4’-氯联苯-4-硼酸(27.12g，116.67mmol)、四(三苯基膦)钯(7.45g，6.45mmol)、碳酸钾(35.67g，258.09mmol)、四丁基氯化铵(1.47g，6.45mmol)、甲苯(240ml)、乙醇(120ml)和去离子水(36ml)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至75℃～80℃，加热回流搅拌4h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入二氯甲烷和水萃取反应液，合并有机相，采用无水硫酸镁干燥有机相，过滤得到滤液，将其浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯，得到中间体-D-1(29.79g，收率为70％)。
将中间体-C-1(10.00g，21.71mmol)、中间体-D-1(8.81g，21.52mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物3(12.11g，收率为71％)。质谱：m/z＝793.02(M+H)+。
化合物4的合成：
将9-菲硼酸(30g，135.12mmol)、4-溴苯胺(28.57g，166.12mmol)、四(三苯基膦)钯(9.59g，8.30mmol)、碳酸钾(45.92g，332.24mmol)、四丁基氯化铵(1.89g，8.31mmol)、甲苯(240ml)、乙醇(120ml)和去离子水(36ml)加入三口烧瓶中，氮气保护下升温至75℃～80℃，加热回流搅拌4h。反应结束后，溶液冷却至室温，加入二氯甲烷和水萃取反应液，合并有机相，采用无水硫酸镁干燥有机相，过滤得到滤液，将其浓缩；粗品利用硅胶柱色谱进行提纯，得到中间体-B-2(27.29g，收率为75％)。
将中间体-B-2(27.29g，101.32mmol)、9-(4-溴苯基)咔唑(40.12g，124.53mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.14g，1.24mmol)、2-双环己基膦-2,4,6-三异丙基联苯(1.19g，2.50mmol)、叔丁醇钠(17.95g，186.81mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到中间体-C-2(39.10g，收率为75％)。
将中间体-C-2(10.00g，19.42mmol)、中间体-D-1(7.09g，19.43mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物4(12.11g，收率为71％)。质谱：m/z＝793.02(M+H)+。
化合物5的合成：
将中间体-C-2(10.00g，19.42mmol)、4-溴对三联苯(6.00g，19.42mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物5(10.25g，收率为70％)。质谱：m/z＝742.96(M+H)+。如图3所示，化合物5的氢谱为：1H NMR(400MHz，CD2Cl2)(ppm)：8.81(d，1H)，8.75(d，1H)，8.16(d，2H)，8.10(d，1H)，7.94(d，1H)，7.77(s，1H)，7.75-7.61(m，12H)，7.56(d，2H)，7.52(t，4H)，7.49-7.44(m，6H)，7.42(d，4H)，7.37(t，1H)，7.30(t，2H)。
化合物6的合成：
将中间体-C-2(10.00g，19.42mmol)、-A-1(6.11g，19.42mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物6(10.93g，收率为71％)。质谱：m/z＝788.99(M+H)+。
化合物7的合成：
将对苯基苯胺(30.39g，179.59mmol)、9-(4-溴苯基)咔唑(40.12g，124.53mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.14g，1.24mmol)、2-双环己基膦-2,4,6-三异丙基联苯(1.19g，2.50mmol)、叔丁醇钠(17.95g，186.81mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105-110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到中间体-C-3(50.62g，收率为69％)。
将中间体-C-3(6.11g，19.42mmol)、中间体-A-1(6.83g，21.71mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物7(11.69g，收率为70％)。质谱：m/z＝692.90(M+H)+。
化合物8的合成：
将中间体-C-3(6.11g，19.42mmol)、中间体-D-1(8.88g，24.12mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.20g，0.22mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(0.18g，0.43mmol)、叔丁醇钠(3.13g，32.56mmol)加入甲苯溶剂(260mL)中，氮气保护下升温至105℃～110℃，加热回流搅拌10h。反应液冷却至室温后，二氯甲烷和水萃取反应溶液，采用无水硫酸镁干燥有机层，过滤，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到化合物8(12.72g，收率为71％)。质谱：m/z＝742.96(M+H)+。
本公开还提供一种光电转化器件，如图1所示，该光电转换器件可以包括相对设置的阳极1和阴极5，以及设于阳极1和阴极5之间的功能层3，该功能层3可以包含上述任一实施方式的含氮化合物。
阳极1可以是有助于空穴注入至功能层3的材料，该材料可具有大逸出功(功函数，work function)。举例而言，阳极1材料可以是金属、合金或金属氧化物等，例如，其可以是镍、铂、钒、铬、铜、锌、金或它们的合金，也可以是氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；当然，阳极1材料还可以是其他，例如，还可以是组合物，如：ZnO:Al、SnO2:Sb、导电聚合物(聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺)，当然，阳极1材料不仅限于此，还可以是其他材料，在此不再一一列举。优选地，阳极1材料可以是氧化铟锡(ITO，indium tin oxide)。
阴极5可以是有助于电子注入至功能层3的材料，该材料可具有较小的逸出功。举例而言，阴极5材料可以是金属或合金材料，例如，其可以是镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅或它们的合金，也可以是多层材料，如：LiF/Al、Liq/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al和BaF2/Ca，当然，阴极5材料不仅限于此，还可以是其他材料，在此不再一一列举。优选地，阴极5材料可以是铝。举例而言，该光电转化器件可以是太阳能电池，也可以是有机电致发光器件，当然，还可以是其他光电转化器件，在此不再一一列举。
功能层3可用于电子及空穴的传输，并可为电子和空穴提供复合或分离的场所，电子和空穴可在功能层3复合产生激子，已达到发光的效果。
在一实施方式中，本公开任一实施方式的含氮化合物均可用于形成功能层3中的一层或多层，以降低光电转化器件的工作电压、提高发光效率、延长器件使用寿命。举例而言，功能层3可以包括电子阻挡层32，该电子阻挡层32可以包含本公开任一实施方式的含氮化合物。该含氮化合物可用于阻挡电子向阳极1传输，即：本公开任一实施方式的含氮化合物均可作为电子阻挡材料。
功能层3还可以包括发光层33、空穴传输层31及电子传输层34，其中：发光层33可设于电子阻挡层32远离所述阳极1的一侧；空穴传输层31可设于电子阻挡层32远离所述发光层33的一侧；电子传输层34可设于发光层33与所述阴极5之间。光电转化器件可以包括叠层设置的阳极1、空穴传输层31、发光层33、电子传输层34及阴极5。
同时，本公开实施方式的光电转化器件还可以包括空穴注入层2和电子注入层4，其中：空穴注入层2可设于阳极1与空穴传输层31之间；电子注入层4可设于阴极5和电子传输层34之间。举例而言，该光电转化器件可以是有机电致发光器件。
下面，以有机电致发光器件为例，通过实施例对本公开的有机电致发光器件进行详细说明。但是，下述实施例仅是本公开的例示，而并非限定本公开。
有机电致发光器件的制作及评估实施例
实施例1：蓝色有机电致发光器件的制作
通过以下过程制备阳极1：将ITO厚度为的ITO基板切割成40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(厚)的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极5、阳极1以及绝缘层图案的实验基板，并可利用紫外臭氧以及O2:N2等离子进行表面处理，以增加阳极1的功函数，并可采用有机溶剂清洗ITO基板表面，以清除ITO基板表面的杂质及油污。需要说明的是，ITO基板还可以根据实际需要切割成其他尺寸，在此不对本公开中ITO基板的尺寸做特殊限定。
在实验基板(阳极1)上真空蒸镀m-MTDATA(4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺)(结构式可见下文)以形成厚度为的空穴注入层2(HIL)，并且在空穴注入层2(HIL)上真空蒸镀NPB(N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)(结构式可见下文)，以形成厚度为的空穴传输层31(HTL)。
在空穴传输层31(HTL)上蒸镀化合物1，形成厚度为的电子阻挡层32(EBL)。举例而言，电子阻挡层32(EBL)的厚度可以是 或当然，还可以是其他厚度，在此不再一一列举。
将α,β-ADN(结构式可见下文)作为主体，按照100:3的膜厚比同时掺杂BD-1(结构式可见下文)，形成了厚度为的发光层33(EML)。举例而言，发光层33(EML)的厚度可以是 或当然，还可以是其他厚度，在此不再一一列举。
将DBimiBphen(结构式可见下文)和LiQ(结构式可见下文)以1:1的重量比进行混合，并可通过蒸镀工艺形成厚的电子传输层34(ETL)，举例而言，电子传输层34的厚度可以是 或当然，还可以是其他厚度，在此不再一一列举。随后，将LiQ蒸镀在电子传输层34上以形成厚度为的电子注入层4(EIL)，举例而言，电子注入层4的厚度可以是或当然，还可以是其他厚度，在此不再一一列举。然后，将镁(Mg)和银(Ag)以1:9的蒸镀速率混合，真空蒸镀在电子注入层4(EIL)上，形成厚度为的阴极5。
此外，在上述阴极5上蒸镀厚度为的CP-1(结构式可见下文)，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
实施例2～8
除了在形成电子阻挡层32(EBL)时各自使用化合物2～8替代化合物1之外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。
即：实施例2采用化合物2作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例3采用化合物3作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例4采用化合物4作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例5采用化合物5作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例6采用化合物6作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例7采用化合物7作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；实施例8采用化合物8作为功能层3中的一层或多层，制作有机电致发光器件；且各器件性能参数详见表1。
比较例1-比较例4
在比较例1～比较例4中，可分别使用化合物A～化合物D作为电子阻挡层32(EBL)替代化合物之外，采用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。其中，化合物A～化合物D的结构式分别如下所示：
即：比较例1采用化合物A制造有机电致发光器件；比较例2采用化合物B制造有机电致发光器件；比较例3采用化合物C制造有机电致发光器件；比较例4采用化合物D制造有机电致发光器件；制备出的各器件的性能详见表1。其中，IVL(电流、电压、亮度)数据对比的是在10mA/cm2下的测试结果，T95寿命是20mA/cm2电流密度下的测试结果。
表1 实施例1～8较例1～4的器件性能
根据上述表1的结果可知，采用化合物1～化合物8作为电子阻挡层32(EBL)的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7及实施例8与使用化合物A～化合物D的比较例1、比较例2、比较例3及比较例4相比，发光效率和器件寿命均有很高提升。本公开中实施例5使用的化合物5作为电子阻挡层32(EBL)制备的有机电致发光器件相对于比较例1，发光效率(Cd/A)提高了54.7％，外量子效率至少提高56.5％，寿命延长了42小时，提高了75.4％。因而可见，本公开实施方式的有机电致发光器件的在发光效率和寿命性能有显著提高。
如表1所示，相比化合物A、化合物C以及化合物D，本公开化合物1～化合物8均在效率和寿命两方面均有明显提高；具体而言，可通过将咔唑的氮原子和三芳基胺的氮原子通过亚苯基相连，可缩短氮原子之间的距离，进而可缩小三芳胺和咔唑平面的夹角，从而可将材料的HOMO能级通过共轭作用同时分布在三芳胺以及咔唑基团上，从而提高材料的空穴迁移率，进而提高器件的光电转化效率；同时，非对称的三芳基胺支链长度，外加空间位阻的萘/菲基团的使得化合物的结晶性大幅降低且成膜均一性明显提高，以上结果中尤以化合物1和化合物5为最佳。
相比于化合物B，本公开化合物1～化合物8，均在效率和寿命两方面均有明显提高；本公开化合物1～化合物8可通过在三芳基胺的另两个分支引入大平面稠环基团，可有效分散对三芳基胺的电子云密度，避免C-N键的裂解，同时，可通过垂直构型的稠环连接方式，增大分子空间体积，降低分子间堆叠带来的结晶效应，进而可降低器件的工作电压，延长器件寿命。
图4和图5为本公开化合物1和化合物A的计算HOMO能级图。从图中可以看出，本公开化合物1的HOMO能级通过共轭作用同时分布在三芳胺以及咔唑基团上，咔唑的氮原子和三芳基胺的氮原子通过亚苯基相连，缩短氮原子之间的距离提高材料的空穴迁移率，进而提高器件的光电转化效率。本公开还提供一种电子装置，该电子装置可以包括上述任一实施方式的光电转化器件，其有益效果及具体细节可参考上述光电转化器件，在此不在赘述。举例而言，该电子装置可以是显示器、阵列基板、光伏组件等，当然，还可以是其他装置，在此不再一一列举。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构通式如式I所示：
其中，Ar1和Ar2分别独立的选自取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基；
所述Ar1和所述Ar2的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、氚、卤素、氰基、氨基、羟基、硝基、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基。
2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述Ar1和所述Ar2分别独立地选自：取代或未取代的成环碳原子数为6-20的芳基。
3.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述Ar1和所述Ar2相同或不同，且分别独立的选自如下基团：
其中，*表示上述基团用于与式I中 基团结合。
4.根据权利要求3所述的含氮化合物，其特征在于，所述Ar1和所述Ar2不同时为
其中，*表示上述基团用于与式I中 基团结合。
5.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物选自如下化合物：
6.一种光电转化器件，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；
所述功能层包含权利要求1～5任一项所述的含氮化合物。
7.根据权利要求6所述的光电转化器件，其特征在于，所述功能层包括电子阻挡层，所述电子阻挡层包含权利要求1～5任一项所述的含氮化合物。
8.根据权利要求7所述的光电转化器件，其特征在于，所述功能层还包括：
发光层，设于所述电子阻挡层远离所述阳极的一侧；
空穴传输层，设于所述电子阻挡层远离所述发光层的一侧；
电子传输层，设于所述发光层与所述阴极之间。
9.根据权利要求6所述的光电转化器件，其特征在于，所述光电转化器件为有机电致发光器件。
10.根据权利要求6所述的光电转化器件，其特征在于，所述光电转化器件为太阳能电池。
11.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求6-10任一项所述的光电转化器件。
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