CN111606853B - 一种芳胺类化合物、有机发光器件及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有式(I)所示结构的芳胺类化合物、有机发光器件及显示装置，所述L选自取代或未取代的芳基；所述Ar1～Ar3各自独立地选自取代或未取代的咔唑及其衍生物基团、取代或未取代的吖啶及其衍生物基团、取代或未取代的芳胺类基团。与现有技术相比，本发明提供的芳胺类化合物以七元芳杂环结构为主体，相对于其他五元环或六元环结构立体性更强，可防止因分子太过平面产生的聚集，进而可避免淬灭激子，从而提高发光效率；并且可通过连接不同的给电子基团作为主体材料或空穴传出材料，作为主体材料有利于载流子的传输及稳定，作为空穴传输利于空穴传输，进而提高器件的传输效率
Figure DDA0002562776730000011
。

Description

一种芳胺类化合物、有机发光器件及显示装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光材料领域，尤其涉及一种芳胺类化合物、有机发光器件及显示装置。
背景技术
有机光电材料(Organic Optoelectronic Materials)是具有光子和电子的产生、转换和传输等特性的有机材料。目前，有机光电材料可控的光电性能已应用于有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPV)、有机场效应晶体管(OFET)、生物/化学/光传感器、储存器、甚至是有机激光器。和传统的无机导体和半导体不同，有机小分子和聚合物可以由不同的有机和高分子化学方法合成，从而可制备出大量多样的有机半导体材料，这对于提高有机电子器件的性能有十分重要的意义。
其中，有机电致发光近十几年来受到了人们极大的关注。有机电致发光主要有两个应用：信息显示与固体照明。在信息显示方面，目前市面上主流的显示产品是液晶显示器(LCD)，它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显示，被广泛应用于各种信息显示，如电脑屏幕、电视、手机以及数码照相机等。但是液晶显示器也有其特有的缺点，比如相应速度慢，需要背光源，能耗高，视角小，工作温度范围窄等。所以人们也迫切需要寻求一种新的显示技术来改变这种局面。有机发光二极管显示器(OLED)由于是主动发光，相对于液晶显示器有着能耗低，响应速度，可视角广，器件结构可以做的更薄，低温特性出众，甚至可以做成柔性显示屏等优势，被认为极有可能成为下一代显示器。
众所周知，在电击发下，激子一般由25％单线态激子和75％三线态激子构成，然而，75％的三线态激子在荧光材料中是通过热能散发掉，再考虑到器件上20％出光率，从而导致了理论上最高的外量子效率(EQE)只有5％。
为了提高OLED器件效率，全世界的科学家努力研究，通过有效利用无法发光的三线态激子致力于打破OLED器件效率5％的瓶颈。其中，最成功之一是通过重金属和有机芳环的结合提高自旋轨道之间的相互运动，这促使激子从最低三线态(T1)向基态(S0)转移发出磷光。这种方法同时捕获了三线态和单线态激子，可以使器件的内量子效率接近100％。但由于磷光重金材料有较长的寿命，在高电流密度下，可能导致三线态-三线态湮灭或浓度淬灭，造成器件性能衰减，因此通常将重金属磷光材料掺杂到合适的主体材料中，形成一种主客体掺杂体系，使得能量传递最优化，发光效率和寿命最大化。在目前的研究现状中，重金属掺杂材料商业化已成熟，很难开发可替代的掺杂材料，因此，把重心放在研发磷光主体材料是研究者们共通的思路。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种芳胺类化合物、有机发光器件及显示装置，该芳胺类化合物制备的有机发器件具有较高的发光效率。本发明提供了一种式(I)所示芳胺类化合物，
Figure BDA0002562776710000021
其中，m与n各自独立地为0～6的整数，且m+n≥1；
q为0～3的整数；
a为0～6的整数；
所述L选自取代或未取代的芳基；
所述Ar1～Ar3各自独立地选自取代或未取代的咔唑及其衍生物基团、取代或未取代的吖啶及其衍生物基团、取代或未取代的芳胺类基团。
本发明还提供了一种有机发光器件，包括阳极、阴极、位于阳极和阴极之间的至少一层有机化合物层；所述有机化合物层的有机化合物包括上述的芳胺类化合物中的至少一种。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的有机发光器件。
本发明提供了一种具有式(I)所示结构的芳胺类化合物，其中，m与n各自独立地为0～6的整数，且m+n≥1；q为0～3的整数；a为0～6的整数；所述L选自取代或未取代的芳基；所述Ar1～Ar3各自独立地选自取代或未取代的咔唑及其衍生物基团、取代或未取代的吖啶及其衍生物基团、取代或未取代的芳胺类基团。与现有技术相比，本发明提供的芳胺类化合物以七元芳杂环结构为主体，相对于其他五元环或六元环结构立体性更强，可防止因分子太过平面产生的聚集，进而可避免淬灭激子，从而提高发光效率；并且可通过连接不同的给电子基团作为主体材料或空穴传出材料，作为主体材料有利于载流子的传输及稳定，作为空穴传输利于空穴传输，进而提高器件的传输效率。
附图说明
图1为本发明提供的有机发光器件的结构示意图；
图2为本发明提供的显示装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种芳胺类化合物，所述芳胺类化合物具有式(I)所示结构，
Figure BDA0002562776710000031
其中，m与n各自独立地为0～6的整数，可选各自独立地为0～5的整数，更可选各自独立地为0～4的整数，再可选各自独立地为0～3的整数，最可选各自独立地为0～2的整数；且m+n≥1。
q为0～3的整数，可选为0～2的整数，更可选为1～2的整数；
a为0～6的整数，可选为0～5的整数，更可选为0～4的整数，再可选为0～3的整数，再可选为0～2的整数，最可选为0或1；
所述L为取代或未取代的芳基，可选为取代或未取代的C6～C30的芳基，更可选为取代或未取代的C6～C20的芳基，再可选为取代或未取代的C6～C16的芳基；在本发明中，所述未取代的芳基最可选为苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基；所述取代的芳基中的取代基可选为C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的芳胺基中的一种或多种，更可选为C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C20芳胺基中的一种或多种，再可选为C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C16芳胺基中的一种或多种，再可选为C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C14芳胺基中的一种或多种，最可选为C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C10芳胺基中的一种或多种；所述取代的苯基、取代的咔唑基与取代的芳胺基中的取代基，可选各自独立地为C1～C20的烷基与苯基中的一种或多种，更可选各自独立地为C1～C15的烷基与苯基中的一种或多种，再可选各自独立地为C1～C10的烷基与苯基中的一种或多种，再可选各自独立地为C1～C5的烷基与苯基中的一种或多种，最可选各自独立地为C1～C3的烷基与苯基中的一种或多种。
所述Ar1～Ar3各自独立地为取代或未取代的咔唑及其衍生物基团、取代或未取代的吖啶及其衍生物基团、取代或未取代的芳胺类基团，更可选为取代或未取代的C12～C40咔唑及其衍生物基团、取代或未取代的C12～C40吖啶及其衍生物基团、取代或未取代的C12～C40芳胺类基团；所述取代的咔唑及其衍生物基团、取代的吖啶及其衍生物基团与取代的芳胺类基团中的取代基各自独立地可选为C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的芳胺基中的一种或多种，更可选为C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C20芳胺基中的一种或多种，再可选为C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C16芳胺基中的一种或多种，再可选为C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C14芳胺基中的一种或多种，最可选为C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的C6～C10芳胺基中的一种或多种；所述取代的苯基、取代的咔唑基与取代的芳胺基中的取代基可选各自独立地为C1～C20的烷基与苯基中的一种或多种，更可选各自独立地为C1～C15的烷基与苯基中的一种或多种，再可选各自独立地为C1～C10的烷基与苯基中的一种或多种，再可选各自独立地为C1～C5的烷基与苯基中的一种或多种，最可选各自独立地为C1～C3的烷基与苯基中的一种或多种。
按照本发明，所述芳胺类化合物可选ΔEst＝ES1-ET1≦0.30eV。
以七元芳杂环结构为主体，相对于其他五元环或六元环结构立体性更强，可防止因分子太过平面产生的聚集，进而可避免淬灭激子，从而提高发光效率；并且可通过连接不同的给电子基团作为主体材料或空穴传出材料，作为主体材料有利于载流子的传输及稳定，作为空穴传输利于空穴传输，进而提高器件的传输效率。
在本发明中，所述取代或未取代的咔唑及其衍生物基团可选为下列基团中的一种：
Figure BDA0002562776710000051
Figure BDA0002562776710000061
所述X1～X10各自独立地可选为碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或硅原子；所述r1、r2、s1与s2各自独立地可选为0、1、2或3；且当X1～X10为氧原子或硫原子时，R1～R7、R10～R11、R13、R15、R17与R20不存在；
所述R1～R20各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，更可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，最可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种；
Figure BDA0002562776710000062
所述u1、u2、u3、v1、v2与v3各自独立地可选为0～3的整数，可选为0～2的整数。
所述R21～R27与R”各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或苯基，可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或苯基。
在本发明中，可选地，所述取代或未取代咔唑及其衍生物基团为下列基团中的一种：
Figure BDA0002562776710000071
所述R1′～R3′各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或苯基，可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或苯基，可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或苯基。
所述取代或未取代的吖啶及其衍生物基团选自下列基团中的一种：
Figure BDA0002562776710000081
所述X11～X15、Y1～Y3各自独立地可选为碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或硅原子；所述p1～p15各自独立地可选为0～3的整数，更可选为0、1或2；且当X11～X15、Y1～Y3为氧原子或硫原子时，p1～p15为0。
所述R28～R42各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种；
Figure BDA0002562776710000091
所述u1、u2、u3、v1、v2与v3各自独立地可选为0～3的整数，更可选为0～2的整数。
所述R21～R27与R"各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基，更可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或苯基，最可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或苯基。
在本发明中，可选地，所述取代或未取代的吖啶及其衍生物基团选自下列基团中的一种：
Figure BDA0002562776710000092
其中，所述R4′～R11′各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基，更可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或苯基，最可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或苯基。
按照本发明，所述取代或未取代的芳胺类基团可选为下列基团：
Figure BDA0002562776710000101
所述q1～q5各自独立地可选为0～3的整数，更可选为0、1或2。
所述R43～R47各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，更可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，再可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种，最可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种。
Figure BDA0002562776710000102
所述X16可选为碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或硅原子；所述t1～t2各自独立地可选为0～4的整数，更可选为0～3的整数，再可选为0、1或2；且当X16为氧原子或硫原子时，R3”与R4”不存在。
所述u1、u2、u3、v1、v2与v3各自独立地可选为0～3的整数，更可选为0～2的整数。
所述R21～R27、R”与R1”～R4”各自独立地可选为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基，更可选为氢原子、C1～C15的烷基、C1～C15的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C5的烷基、C1～C5的烷氧基或苯基，再可选为氢原子、C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基或苯基，最可选为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基或苯基。
在本发明中，最可选地，所述取代或未取代的芳胺类基团选自下列基团中的一种：
Figure BDA0002562776710000111
最可选地，所述芳胺类化合物为下式中的一种或多种：
Figure BDA0002562776710000112
Figure BDA0002562776710000121
Figure BDA0002562776710000131
Figure BDA0002562776710000141
Figure BDA0002562776710000151
本发明还提供了一种上述芳胺类化合物的制备方法，包括：将式(II)所示的化合物与Ar1-H和/或Ar2-H混合反应，得到式(I)所示的化合物；或者将式(II)所示的化合物与联硼酸频那醇酯反应，得到中间产物后，再与Ar1-X3'和/或Ar2-X4'混合反应，得到式(I)所示的化合物。
Figure BDA0002562776710000152
其中，所述Ar1～Ar3、L、m、n、q与a均同上所述，在此不再赘述；所述X1'～X4'各自独立地可选为卤原子，更可选为Br或I。
在本发明中，所述式(II)所示的化合物可选按照以下方法制备：将式(III)所示的化合物与X5'-Lq-(Ar3)a反应，得到式(II)所示的化合物。
Figure BDA0002562776710000161
其中，所述X5'可选为卤原子，更可选为I。
在本发明中，所述式(III)所示的化合物可选按照以下方法制备：将式(IV)所示的化合物经关环反应，得到式(III)所示的化合物。
Figure BDA0002562776710000162
本发明还提供了一种有机发光器件，所述有机发光器件包括阳极、阴极、位于阳极和阴极之间的至少一层有机化合物层，所述有机化合物层的有机化合物包括权上述式(I)所示的芳胺类化合物中的至少一种；还可以包含其他功能层，包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)；其中，所述有机化合物层可选包括空穴传输层，所述空穴传输包括上述具有式(I)所示结构的芳胺类化合物中的至少一种；所述芳胺类化合物可作为掺杂材料、共同掺杂材料或主体材料。
上述有机发光器件的制作：在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极，在阳极上形成有机薄层，在有机薄层上形成阴极；其中，形成有机薄层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法；所述阳极材料可选金属-铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金，还可选金属氧化物-氧化铟、氧化锌、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等，如还可选导电性聚合物-聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等，除以上有助于空穴注入材料及其组合，还包括已知的适合做阳极的材料。所述阴极材料可选金属-铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金，还可选多层金属材料-LiF/Al、LiO2/Al、BaF2/Al等，除以上有助于电子注入的材料及其组合，还包括已知的适合做阴极的材料。
本发明提供的有机发光器件的结构示意图如图1所示，包括依次层叠的基板1、阳极(ITO)2、空穴注入层3、第一空穴传输层41、第二空穴传输层42、发光层5、电子传输层6、电子注入层7、阴极8(镁银电极，镁银质量比1:9)和盖帽层9(CPL)。
本发明还提供了一种显示装置，包括如上文所述的有机发光器件。
在本发明中，有机发光器件(OLED器件)可以用在显示装置中，其中有机发光显示装置可以是手机显示屏、电脑显示屏、电视显示屏、智能手表显示屏、智能汽车显示面板、VR或AR头盔显示屏、各种智能设备的显示屏等。具体的，所述有机发光显示装置如图2所示，图2为本发明提供的显示装置的一个示意图，其中，30为智能手机，20为有机发光显示面板。
在本发明中，如无特殊说明，所述#表示连接位置。
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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
有机化合物P071的制备方法包括以下步骤：
(1)
Figure BDA0002562776710000171
在100mL圆底烧瓶中，将P071-1(15mmol)溶解到60mL的二氯甲烷中，加入硝酸(30mol)、硫酸(15.0mol)，在氮气氛围下，温度控制在30℃，搅拌反应7h，然后将反应液冷却到室温，在得到的中间体加入50mL甲醇搅拌1小时，静置得到浅黄色的固体产物中间体P071-2。
通过液相色谱-质谱联用对实施例1中得到的固体产物中间体P071-2进行分析，得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为454.9，测试值为454.8。
(2)
Figure BDA0002562776710000181
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-2(12mmol)溶入邻二氯苯(30mL)，边加热边搅拌，直到完全溶解，加入三苯基膦(18.0mol)，在180℃氮气氛围下搅拌8小时。将得到的中间体冷却到室温，加入水中，然后通过硅藻土垫过滤，滤液用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，用体积比为1:6的乙酸乙酯/石油醚的混合溶液为淋洗液，进行硅胶柱层析纯化粗产物得到中间产物P071-3。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为424.9，测试值为424.6。
(3)
Figure BDA0002562776710000182
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-3(10mmol)和PhI(12mmol)与干燥的DMF(50mL)、1,10-菲咯啉(1mmol)、CuI(2mmol)和K2CO3(30mmol)混合，在80℃氮气氛围下搅拌24小时。将得到的中间体冷却到室温，加入水中，然后通过硅藻土垫过滤，滤液用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，用硅胶柱层析纯化粗产物得到中间产物P071-4。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为499.0，测试值为499.1。
(4)
Figure BDA0002562776710000191
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-4(10mmol)和Pd/C(1.5mmol)与干燥的甲醇(60mL)中混合，温度控制在50℃，缓慢加入NH2NH2(51mmol)氮气氛围下搅拌24小时。将得到的中间体冷却到室温，加入丙酮清洗三次，然后加入冰水析出结晶，得到中间产物P071-5。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为343.1，测试值为343.0。
(5)
Figure BDA0002562776710000192
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-5(30mmol)溶解在干燥的二氯甲烷(60mL)，加入I2(14mmol)，然后分三次加入KIO3(10mmol)，在室温下搅拌6小时。得到的反应液用甲醇清洗三次，得到中间产物P071-6。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为469.0，测试值为469.1。
(6)
Figure BDA0002562776710000193
在100mL圆底烧瓶中，将P071(15mmol)、二苯胺(18mmol)、K2CO3(40mol)、CuSO4.5H2O(3.0mol)加入到干燥的DMF(60mL)中，在氮气氛围下，温度控制在150℃，搅拌反应5h，得到的中间体通过硅藻土垫过滤，滤液用乙酸乙酯萃取，然后用50mL水洗涤三次，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，取出有机相，旋蒸去除溶剂，用体积比为1:5的乙酸乙酯/石油醚的混合溶液为淋洗液，进行硅胶柱层析，得固体产物P071。
元素分析结果：C38H26N2，理论值：C 89.38,H 5.13,N 5.49；测试值：C 89.39,H5.12,N 5.49；
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为510.2，测试值为510.1。
实施例2
有机化合物P001的制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002562776710000201
在100mL圆底烧瓶中，将P071-6(15mmol)、9-H咔唑(18mmol)、K2CO3(40mol)、CuSO4.5H2O(3.0mol)加入到干燥的DMF(60mL)中，在氮气氛围下，温度控制在150℃，搅拌反应5h，得到的中间体通过硅藻土垫过滤，滤液用乙酸乙酯萃取，然后用50mL水洗涤三次，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，取出有机相，旋蒸去除溶剂，用体积比为1:5的乙酸乙酯/石油醚的混合溶液为淋洗液，进行硅胶柱层析，得固体产物P001。
元素分析结果：C38H24N2，理论值：C 89.74,H 4.76,N 5.51；测试值：C 89.75,H4.75,N 5.50；
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为508.2，测试值为508.1。
实施例3
采用实施例2同样的方法，不同的是将9-H咔唑替换为下面的化合物，得到得固体产物P060。
Figure BDA0002562776710000202
实施例4
有机化合物P019的制备方法包括以下步骤：
Figure BDA0002562776710000211
在100mL圆底烧瓶中，将P071-6(15mmol)、P019-1(18mmol)、K2CO3(40mol)、CuSO4.5H2O(3.0mol)加入到干燥的DMF(60mL)中，在氮气氛围下，温度控制在150℃，搅拌反应5h，得到的中间体通过硅藻土垫过滤，滤液用乙酸乙酯萃取，然后用50mL水洗涤三次，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，取出有机相，旋蒸去除溶剂，用体积比为1:4的乙酸乙酯/石油醚的混合溶液为淋洗液，进行硅胶柱层析，得固体产物P019。
元素分析结果：C44H26N2O，理论值：C 88.27,H 4.38,N 4.68,O 2.67；测试值：C88.27,H 4.38,N 4.68,O 2.67；
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为598.2，测试值为598.1。
实施例5
有机化合物P081的制备方法包括以下步骤：
(1)
Figure BDA0002562776710000212
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-4(15mmol)和醋酸钾(30mmol)与干燥的1,4-二氧六环(60mL)、Pd(PPh3)2Cl2(0.50mmol)和联硼酸频那醇酯(35mmol)混合，在90℃氮气氛围下搅拌48小时。得到的中间体冷却到室温，加入水中，然后通过硅藻土垫过滤，滤液用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，用硅胶柱层析纯化粗产物得到中间产物P081-1。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为595.3，测试值为595.4。
(2)
Figure BDA0002562776710000221
在100mL圆底烧瓶中，将P081-1(10mmol)、P081-2(24mmol)和Pd(PPh3)4(0.8mmol)加入到甲苯(30mL)/乙醇(20mL)和碳酸钾(25mmol)水溶液(10mL)的混合物中，在氮气氛围下回流反应12h。将得到的混合物冷却到室温，加入水中，然后通过硅藻土垫过滤，滤液用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，用硅胶柱层析纯化粗产物得到最终产物P081。
化合物P081的表征结果：
元素分析结果：C62H43N3，理论值：C 89.72,H 5.22,N 5.06；测试值：C 89.71,H5.22,N 5.07；
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为829.4，测试值为829.3。
实施例6
制备方法同实施例5，只是将P081-2替换为P033-2，得到产物P033。
Figure BDA0002562776710000222
实施例7
有机化合物P082的制备方法包括以下步骤：
(1)
Figure BDA0002562776710000231
在100mL圆底烧瓶中，将中间产物P071-5(15mmol)溶解在干燥的二氯甲烷中(60mL)，慢慢滴加N-溴代丁二酰亚胺(18mmol)混合，在0℃氮气氛围下搅拌8小时。将得到的中间体加入水中，然后通过硅藻土垫过滤，滤液用二氯甲烷萃取，然后用水洗涤，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，用硅胶柱层析纯化粗产物得到产物P082-1。
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为421.1，测试值为421.0。
(2)
Figure BDA0002562776710000232
在100mL圆底烧瓶中，将P082-1(15mmol)、二苯胺(18mmol)、K2CO3(40mol)、CuSO4.5H2O(3.0mol)加入到干燥的DMF(60mL)中，在氮气氛围下，温度控制在150℃，搅拌反应5h，得到的中间体通过硅藻土垫过滤，滤液用乙酸乙酯萃取，然后用50mL水洗涤三次，并采用无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发后，取出有机相，旋蒸去除溶剂，用体积比为1:5的乙酸乙酯/石油醚的混合溶液为淋洗液，进行硅胶柱层析，得固体产物P082。
元素分析结果：C38H26N2，理论值：C 89.38,H 5.13,N 5.49；测试值：C 89.37,H5.14,N 5.49；
通过液相色谱-质谱联用分析得到ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为510.2，测试值为510.1。
实施例8
制备方法同实施例7，只是将P082-1替换为P084-1，得到固体产物P084。
Figure BDA0002562776710000241
对比例1：化合物CI
对比例2：化合物CII
Figure BDA0002562776710000242
化合物CI和CII的制备可参照以上实施例。
化合物能级的模拟计算
运用密度泛函理论(DFT)，对各实施例和对比例的化合物进行能级的模拟计算。通过Gaussian 09程序包(Gaussian Inc.)，在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到了分子前线轨道HOMO和LUMO的分布情况，同时基于含时密度泛函理论(TDDFT)模拟计算了化合物的最低单线态能级ES1和最低三线态能级ET1。结果如表1所示。
表1化学物能级模拟计算结果
Figure BDA0002562776710000243
Figure BDA0002562776710000251
从表1可以看出，本发明提供的化合物P081、P082、P084具有较浅的HUMO能级(例如＜-4.9eV)，有利于空穴的注入和传输。P071、P001、P060、P019和P033具有合适的HUMO能级和LUMO能级,和较高的最低三线态能级ET1(例如＞2.15eV)，将该化合物适合用作红光主体材料，能提高有机发光器件的电子迁移率和发光效率。
应用例1
本应用例提供一种OLED器件(有机发光器件)，如图1所示，包括依次层叠的基板1、阳极(ITO)2、空穴注入层3、第一空穴传输层41、第二空穴传输层42、发光层5、电子传输层6、电子注入层7、阴极8(镁银电极，镁银质量比9:1)和盖帽层9(CPL)。图中箭头表示出光方向。
上述OLED器件的具体制备步骤如下：
1)将带有氧化铟锡(ITO)阳极(厚度为15nm)的玻璃基板切成50mm×50mm×0.7mm的大小，分别在异丙醇和去离子水中超声处理30分钟，然后暴露在臭氧下约10min来进行清洁，将清洗后的玻璃基板安装到真空沉积设备上；
2)在ITO阳极层上，通过真空蒸镀方式共同蒸镀空穴注入层材料(化合物b)和p掺杂材料(化合物a)，掺杂比例为3％(质量比)；厚度为5nm，作为空穴注入层；
3)在空穴注入层上真空蒸镀空穴传输材料(化合物c)，厚度为100nm，作为第一空穴传输层；
4)在第一空穴传输层上真空蒸镀空穴传输材料(化合物d)，厚度为5nm，作为第二空穴传输层；
5)在第二空穴传输层上真空共同蒸镀发光主体材料化合物P071、化合物e(蒸镀的比例1：1)和掺杂材料化合物f，掺杂比例为3％(质量比)，厚度为30nm，作为发光层；
6)在发光层上真空蒸镀化合物g，厚度为30nm，作为电子传输层；
7)在电子传输层上真空共同蒸镀化合物h和n掺杂材料(化合物i)，掺杂质量比例为1:1；厚度为5nm，作为电子注入层；
8)在电子注入层上真空蒸镀镁银电极，其中，Mg:Ag质量比为1:9，厚度为10nm，作为阴极；
9)在阴极上真空蒸镀化合物j，厚度为100nm，作为盖帽层。
Figure BDA0002562776710000261
应用例2～12和应用对比例1～2
与应用例1类似，区别仅在于，将步骤(5)中的化合物P071分别用实施例2～4，6和对比例1的化合物替换。
与应用例1类似，区别仅在于，将步骤(3)中的化合物c分别用实施例5，7，8和对比例2的化合物替换。
用Keithley 2365A数字纳伏表测试OLED器件在不同电压下的电流，然后用电流除以发光面积得到OLED器件在不同电压下的电流密度；用Konicaminolta CS-2000分光辐射亮度计测试OLED器件在不同电压下的亮度和辐射能流密度；根据OLED器件在不同电压下的电流密度和亮度，得到在相同电流密度(10mA/cm2)下的工作电压和电流效率
Figure BDA0002562776710000262
(cd/A)，Von为亮度1cd/m2下的启亮电压；通过测量OLED器件的亮度达到初始亮度的95％时的时间而获得寿命LT95(在50mA/cm2测试条件下)；测试数据如表2所示。
表2 OLED器件性能测试结果
Figure BDA0002562776710000271
由表2可知，本发明提供的显示面板由于采用本发明的化合物作为红光主体材料或者是空穴传输层材料，具有较低的驱动电压、较高的发光效率和较长的使用寿命。例如，启亮电压可小于等于3.86V，或小于等于3.83V；电流效率
Figure BDA0002562776710000272
可大于等于31.6cd/A，或大于等于32.3cd/A；寿命LT95可大于等于96h。相对于应用对比例1～2，本发明应用例1～8，尤其是应用例1～8提供的OLED器件的以上性能得到明显提升，这主要得益于本发明提供的有机化合物具有合适的HOMO能级、LUMO能级、以及较高的三线态能级，能提高空穴注入能力，从而使得采用其作为红光主体材料或者是空穴传输层材料的有机发光器件获得较低的驱动电压和较高的发光效率；同时本发明提供的有机化合物还具有良好的热稳定性和成膜性，有利于器件的稳定性，提升器件寿命。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种芳胺类化合物，其特征在于，所述芳胺类化合物具有式(I)所示结构，
Figure FDA0003369596070000011
其中，m与n各自独立地为0～6的整数，且m+n≥1；
q为1；
a为0；
所述L选自苯基；
所述Ar1～Ar3各自独立地选自取代或未取代的咔唑、取代或未取代的吖啶、取代或未取代的芳胺类基团；
所述取代或未取代的咔唑选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000012
Figure FDA0003369596070000021
所述X1～X10各自独立地选自碳原子、氮原子、氧原子或硫原子；所述r1、r2、s1与s2各自独立地选自0、1、2或3；当X1～X10为氧原子或硫原子时，R1～R7、R10～R11、R13、R15、R17与R20不存在；
所述取代或未取代的吖啶选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000022
所述X11～X15、Y1～Y3各自独立地选自碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或硅原子；所述p1～p15各自独立地选自0～3的整数；当X11～X15、Y1～Y3为氧原子或硫原子时，p1～p15为0；
所述R1～R20与R28～R42各自独立地选自氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种；
Figure FDA0003369596070000031
所述取代或未取代的芳胺类基团选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000032
所述q1～q5各自独立地选自0～3的整数
所述R43～R47各自独立地选自氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或者以下化学式表示的基团中的任意一种；
Figure FDA0003369596070000033
Figure FDA0003369596070000041
所述X16选自碳原子、氮原子、氧原子或硫原子；所述t1～t2各自独立地选自0～4的整数；当X16为氧原子或硫原子时，t1～t2为0；所述R21～R27、R”、R1”与R2”各自独立地选自氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基中的任意一种；
所述u1、u2、u3、v1、v2与v3各自独立地选自0～3的整数。
2.根据权利要求1所述的芳胺类化合物，其特征在于，所述取代或未取代咔唑及其衍生物基团选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000051
所述R1′～R3′各自独立地选自氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的芳胺类化合物，其特征在于，所述取代或未取代的吖啶及其衍生物基团选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000061
所述R4′～R11′各自独立地选自氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基或苯基中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的芳胺类化合物，其特征在于，所述取代或未取代的芳胺类基团选自下列基团中的一种：
Figure FDA0003369596070000062
5.根据权利要求1所述的芳胺类化合物，其特征在于，所述芳胺类化合物选自下式所示的一种或多种：
Figure FDA0003369596070000071
Figure FDA0003369596070000081
Figure FDA0003369596070000091
Figure FDA0003369596070000101
6.一种有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件包括阳极、阴极、位于阳极和阴极之间的至少一层有机化合物层；所述有机化合物层的有机化合物包括权利要求1～5任一项所述的芳胺类化合物中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的有机发光器件，其特征在于，所述有机化合物层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含权利要求1～5任一项所述的芳胺类化合物中的至少一种。
8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的有机发光器件。
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