CN114933591A - 吡啶衍生物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了下式(1)的吡啶衍生物：
Figure DDA0003715783090000011
其中：m为1或2、n为4或3，且m与n的和为5；X1～X4独立的选自CR或N原子，所述R选自H、烷基、芳基或者杂芳基；R1表示单取代基到最大允许取代基，且当存在多个R1时，相邻的R1之间可以与相邻的苯环稠合成环，R1分别独立选自H、烷基、芳基或者杂芳基；Ar表示取代或未取代的氰基苯基团、取代或未取代的氰基吡啶基团；本发明的化合物作为OLED器件中的发光材料时，表现出优异的器件性能和稳定性。

Description

吡啶衍生物及其应用
本发明是申请号为201810392326.1，发明名称为“一种有机电致发光材料及其应用”的专利申请的分案申请，母案的申请日为2018年4月27日，母案的全部内容都被本发明援引。
技术领域
本发明涉及一种新型通式化合物，其可以用作有机电致发光器件发光层材料，本发明还涉及采用该化合物的有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光材料与器件的研究始于20世纪60年代。根据发光原理不同，有机电致发光可分为电致荧光和电致磷光两大类。荧光材料的三重态激子受到自旋禁阻作用，只能以非辐射形式回到基态产生光子，导致电致荧光的内量子效率被限制在25％以内。而电致磷光因为可以充分利用单重态激子和三重态激子的能量，所以理论上磷光器件的内量子效率可以达到100％。1998年，中国香港大学Ma等以及美国普林斯顿大学Forrest等分别报道了理论内量子效率可达100％的电致磷光材料及器件。这些重要的研究工作极大地推动了有机电致发光器件的发展，使得有机电致发光的研究成为国际热点。
能实现突破25％的内量子效率限制的荧光OLED器件主要采用热活化延迟荧光(TADF：Thermally Activated Delayed Fluorescence)机制。TADF机制是利用具有较小单重态-三重态能级差(ΔEST)的有机小分子材料，其三重态激子在吸收环境热能下可通过反向系间窜越(RISC)这一过程转化为单重态激子，理论上其器件内量子效率能达到100％。但目前报道的TADF材料在高亮度下效率滚降(roll-off)较大，寿命较短，限制了其在全色显示和白光照明中的应用。目前，以TADF材料作为主体材料来提高激子利用率的超敏荧光体系，成为了大家关注的热点。在热活化延迟荧光发光体系中，作为主体材料的热活化延迟荧光(TADF)材料的三线态通过反向系间窜越(RISC)过程回到单线态，进而将能量传递给客体材料发光，这样可以在低浓度下即可实现完全的能量传递，从而能够减小浓度淬灭，降低器件成本。
但是目前的热活化延迟荧光(TADF)材料存在空穴传输能力以及电子传输能力不匹配的情况、反向系间窜越速率(kRISC)较低、三线态-极化子湮灭(TPA)较为严重的问题，且多数材料的电子传输能力仍然较弱，不能拓宽电荷复合区间，从而器件效率较低。因此，现有的有机电致发光材料在发光性能方面还有很大改进余地，为了在有机电致发光器件中得到高的发光效率，降低效率滚降，需要电荷传输性能更为匹配的电致发光材料。
发明内容
本发明的目的是提出一种性能良好的具有双极性传输能力的新型通式化合物，同时提供一种采用此类新型化合物的有机电致发光器件。
本发明提供了一种通式化合物，具有如式(1)所示的结构式：
Figure BDA0003715783080000021
式(1)中，m为1或2的整数，n为4或3的整数，且m与n的和为5。
X1～X4独立的选自CR或N原子，R选自H、C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C30的芳基或者取代或未取代的C3～C30杂芳基；
R1独立的表示单取代基到最大允许取代基，且当存在多个R1时，相邻的R1之间可以与相邻的苯环稠合成环，所述R1分别独立选自H、取代或未取代的C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C30的芳基或者取代或未取代的C3～C30杂芳基。
Ar表示取代或未取代的氰基苯基团，或表示取代或未取代的氰基吡啶基团；该Ar上的取代基分别独立地选自C1～C10的烷基或环烷基、C6～C30的芳基或C3～C30的杂芳基。
当上述R和R1分别独立存在取代基时，所述该取代基分别独立地选自卤素、C1～C10的烷基或环烷基、C2～C6的烯基、C1～C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6～C30的芳基、C3～C30的杂芳基。进一步优选的，所述该取代基团分别独立地选自C1～C5的烷基或环烷基、C6～C20的芳基、C3～C20的杂芳基。
进一步的，如上所述的式(1)的通式化合物优选为由式(2)～(3)中的任一个表示。
Figure BDA0003715783080000022
在式(2)～式(3)中，Ar、X1～X4、R1的含义与式(1)中的含义相同。
进一步的，上述的式(1)至式(3)中，Ar基团优选为如下S1-S7结构，其中，L为连接基团，* 为连接位置：
Figure BDA0003715783080000031
L选自单键、取代或未取代的C6～C30的亚芳基或者取代或未取代的C3～C30亚杂芳基。
进一步的，上述的式(1)至式(3)中，X1～X4独立的均选自CR，或X1～X4其中任一个为N原子，所述R选自H、C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C20的芳基或者取代或未取代的C3～C20杂芳基；
进一步的，上述的式(1)至式(3)中，当Ar独立存在取代基时，该取代基分别独立地选自C1～C6的烷基。
进一步的，上述的式(1)至式(3)中，R1优选自取代或者未取代的C1-C6的烷基、取代或者未取代的C6-C20的芳基或者取代或未取代的C3～C30杂芳基。
再进一步的，R1优选自下述基团：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基、苯基、联苯基、甲苯基、萘基、苯并芴基、9,9-二苯基芴基、螺二芴基、三联苯基、蒽基、菲基、芘基、
Figure BDA0003715783080000033
基。
再进一步的，上述的式(1)至式(3)中，当X1～X4独立的选自CR时，R优选自下述基团：H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基、苯基、联苯基、萘基、1-蒽基、2- 蒽基、9-蒽基、菲基、茚基、苯并芴基、芴基、螺芴基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、吡咯基、苯基吡啶基、吡嗪基、喹啉基、三嗪基、苯并三嗪基、苯并吡嗪基、苯并喹啉基、二苯并吡咯基、咔唑基、9-苯基咔唑基、9-萘基咔唑并咔唑基或二苯并咔唑基。
再进一步的，作为本发明的新型通式化合物的优选例子，为下述代表性化合物P1～P76：
Figure BDA0003715783080000032
Figure BDA0003715783080000041
Figure BDA0003715783080000051
Figure BDA0003715783080000061
Figure BDA0003715783080000071
作为本发明的另一个方面，本发明还提供了如上所述的通式化合物在有机电致发光器件中的应用，优选被用作发光主体材料。
作为本发明的又一个方面，本发明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若干有机层，其特征在于，所述有机层中含有如上所述的通式化合物。
本发明的新型通式化合物的优点在于：
1、由于有机电致发光分子中空穴传输能力往往优于其电子传输能力，我们将苯氰基、吡啶氰基等吸电子基团与中心的吡啶环进行连接，有助于分子电子传输能力的提升。
2、本发明通式中的中心桥连基团选用吡啶环，相比于苯环，本发明化合物的能级虽然基本保持一致，但是有着更好的电子传输能力。
3、由于引入了3～4个咔唑咔啉类给体基团，咔唑咔啉类给体数量的增多，使得相邻给体间空间位阻增大，从而分子的扭曲程度更强，这样降低了分子的单三线态能级差，有利于分子热活化延迟荧光性能的提升。
4、多个咔唑咔啉给体的引入，使得分子的刚性增强，有效降低分子的振转导致的非辐射跃迁，从而降低了分子不必要的能量损失，有利于发光效率的提升。
5、同时本专利中将咔啉及咔唑类基团引入分子当中，使得分子同时具备优异的空穴和电子传输性能；这种优异的双极性传输能力，进而能够拓宽电荷复合区域，降低效率滚降。
6、通过引入不同种类的咔啉分子或咔唑分子，并且设计搭配受体结构基团及对其取代位置的改变设计，可以对化合物的能级进行调控，从而筛选具有不同能级的材料，易于器件材料选择搭配。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明的一个实施方案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一层或多层有机层。
进一步地，作为第一电极和第二电极之间的有机层，通常包含电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层等有机层。
接下来，对有机电致发光器件进行详细说明。
有机电致发光器件包括位于基板上的第一电极和第二电极，以及位于电极之间的有机层，所述有机层可以为多层结构。比如，该有机材料层可以包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层。
基板使用有机发光显示器所用的基板，例如：玻璃、聚合物材料以及带有TFT元器件的玻璃和聚合物材料等。
阳极材料可以采用但不限于铟锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等透明导电材料，也可以是银及其合金、铝及其合金等金属材料，也可以是PEDOT等有机导电材料，及上述材料的多层结构。
器件中还可以包括位于空穴传输层与阳极之间的空穴注入层,包括但不限于以下所罗列的 HI1-HI3的一种或多种的组合
Figure BDA0003715783080000081
空穴传输层可以但不限于以下所罗列的HT1-HT31的一种或多种的组合。
Figure BDA0003715783080000091
Figure BDA0003715783080000101
器件发光层包括主体材料和掺杂材料，其中主体材料包括但不限于以下所罗列的TDH1-TDH24 的一种或多种的组合。
Figure BDA0003715783080000102
Figure BDA0003715783080000111
Figure BDA0003715783080000121
器件发光层包括主体材料和染料，其中掺杂材料选自以下分子结构的至少一种：
Figure BDA0003715783080000122
Figure BDA0003715783080000131
电子传输层可以但不限于以下所罗列的ET1-ET57的一种或多种的组合。
Figure BDA0003715783080000141
Figure BDA0003715783080000151
Figure BDA0003715783080000161
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。
LiQ,LiF,NaCl,CsF,Li2O,Cs2CO3,BaO,Na,Li,Ca。
阴极为镁银混合物、LiF/Al、ITO等金属、金属混合物、氧化物。
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。
本发明中未提到的合成方法的化合物的都是通过商业途径获得的原料产品。实施例中所用的各种化学药品如石油醚、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二氯甲烷、
4-溴-2,3,5,6-四氟吡啶、对氰基苯硼酸、碳酸钠、3,5-二氯-2,4,6-三氟吡啶、2-氰基-5-吡啶硼酸、四(三苯基膦)钯、咔唑、α-咔啉和β-咔啉等基础化工原料均可在国内化工产品市场买到。
本发明中的中间体和化合物的分析检测使用ABSCIEX质谱仪(4000QTRAP)和布鲁克核磁共振仪(400M Hz)。
下面对本发明化合物的合成方法进行简要的说明。
合成实施例1
化合物P1的合成:
Figure BDA0003715783080000171
中间体M1的制备：
室温下在一个装有磁力搅拌的1000mL单口烧瓶中加入甲苯500mL，对氰基苯硼酸12.3g (83.3mmol，1.2eq)，4-溴-2,3,5,6-四氟吡啶16g(70mmol，1eq)，碳酸钠水溶液(碳酸钠22.3g，210mmol，3eq，水105mL，2M)，四三苯基膦钯4.04g(3.5mmol，0.05eq)，开启搅拌，置换氮气3次，升温至 100℃，反应过夜。(PE:DCM＝5：1，产品M1 Rf＝0.7，4-溴-2,3,5,6-四氟吡啶Rf＝0.5)
将反应液降至室温，用乙酸乙酯萃取，取上层，将反应液旋干，PE:DCM＝10：1过柱子，得白色固体M1约14.9g。
化合物P1的制备：
室温下在一个装有磁力搅拌的500mL单口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺100mL，加入3.6g (89.93mL，6eq)的NaH(60％含量)，然后加入12.45g(74.94mmol,5eq)的咔唑，50度活化1小小时后，滴入溶有中间体M1 3.76g(15mmol，1eq)的N,N-二甲基甲酰胺溶液50mL，开启搅拌，置换氮气3次，90度反应过夜。向反应液中加入乙醇淬灭反应，旋干后PE:AE＝4:1过硅胶柱，得到8.2g 白色固体。
再将产物完全溶解于甲苯中，用甲苯做洗脱液过硅胶柱，将所得粗产物再用甲苯冷热重结晶，最后用乙醇煮洗除去杂质，得到6.6白色固体P1，纯度99.7％。
质谱分子量理论值840.30，分子量检测值840.47。元素分析理论值C,85.69％；H,4.31％；N,9.99％，元素分析检测值C,85.77％；H,4.18％；N,10.03％。
合成实施例2
化合物P41的合成:
Figure BDA0003715783080000181
中间体M2的制备：
室温下在一个装有磁力搅拌的1000mL单口烧瓶中加入甲苯800mL，2-氰基-5-吡啶硼酸14.1g (161mmol，2.3eq)，3,5-二氯-2,4,6-三氟吡啶16g(70mmol，1eq)，碳酸钠水溶液(碳酸钠44.6g， 420mmol，6eq，水200mL，2M)，四三苯基膦钯8.1g(7mmol，1eq)，开启搅拌，置换氮气3次，升温至100℃，反应过夜。(PE:DCM＝3：1，产品M2 Rf＝0.3，3,5-二氯-2,4,6-三氟吡啶Rf＝0.5)。
将反应液降至室温，用乙酸乙酯萃取，取上层，将反应液旋干，PE:DCM＝5：1过柱子，得白色固体M2约17.2g。
化合物P41的制备：
室温下在一个装有磁力搅拌的500mL单口烧瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺100mL，加入3g(75 mmol，5eq)的NaH(60％含量)，然后加入10g(60mmol,4eq)的α-咔啉，50度活化1小小时后，滴入溶有中间体M25.06g(15mmol，1eq)的N,N-二甲基甲酰胺溶液50mL，开启搅拌，置换氮气3 次，90度反应过夜。向反应液中加入乙醇淬灭反应，旋干后PE:AE＝4:1过硅胶柱，得到11.3g白色固体。
再将产物完全溶解于甲苯中，用甲苯做洗脱液过硅胶柱，将所得粗产物再用甲苯冷热重结晶，最后用乙醇煮洗除去杂质，得到8.2白色固体P41，纯度99.8％。
质谱分子量理论值781.25，分子量检测值781.47。元素分析理论值C,76.81％；H,3.48％；N,19.71％，元素分析检测值C,76.77％；H,3.68％；N,19.77％。
需要说明的是，本发明化合物可以由上述合成方法得到，但不限定于这些方法。本领域技术人员也可以选取其他方法，例如Stille偶联法、格氏试剂法、Kumada-Tamao等已知的方法,任何等同的合成方法使用能实现目标化合物制备的目的，都可以根据需要选择。
器件实施例
实施方式
实施例1：
本实施例中有机电致发光器件制备过程如下：
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；
把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5～9×10-3Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀HI-2作为空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为10nm；
在空穴注入层之上真空蒸镀HT-2作为器件的空穴传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为 80nm；
在空穴传输层之上真空蒸镀器件的发光层，发光层包括主体材料和染料材料，利用多源共蒸的方法，调节主体材料TDH10蒸镀速率为0.1nm/s，染料P1蒸镀速率30％比例设定，蒸镀总膜厚为30nm；
在发光层之上真空蒸镀器件的电子传输层材料ET-34，其蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为20 nm；
在电子传输层(ETL)上真空蒸镀厚度为0.5nm的LiF作为电子注入层，厚度为150nm的Al 层作为器件的阴极。
按照上文所述的方法制备以下各器件，使其具有以下结构：
ITO(150nm)/HI-2(10nm)/HT-2(40nm)/TDH10:30％P1(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
其中30％表示P1相对于TDH10的重量比为30％，以下实施例也按此方式表达。
实施例2：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P4(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例3：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P19(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例4：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P5(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例5：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P23(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例6：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P33(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例7：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P19(30nm)/ET37(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例8：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P47(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
对比实施例1：
对比实施例1中有机电致发光器件所选用客体染料为P77
Figure BDA0003715783080000201
其器件结构为：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P77(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
对比实施例2：
对比实施例2中有机电致发光器件所选用客体染料为P78
Figure BDA0003715783080000202
其器件结构为：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P78(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
对比实施例3：
对比实施例3中有机电致发光器件所选用客体染料为P79
Figure BDA0003715783080000211
其器件结构为：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/TDH10:30％P79(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
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：
在同样亮度下，使用数字源表及亮度计测定实施例1～8以及对比例1～3中制备得到的有机电致发光器件的驱动电压和电流效率以及器件的寿命。具体而言，以每秒0.1V的速率提升电压，测定当有机电致发光器件的亮度达到1000cd/m2时的电压即驱动电压，同时测出此时的电流密度；亮度与电流密度的比值即为电流效率，结果见表1。
表1有机电致发光器件性能
Figure BDA0003715783080000212
由上表数据可以看到：
实施例2采用本发明化合物P4作为染料的OLED有机电致发光性能要优于相对于对比例1采用 P77作为染料的OLED有机电致发光性能，P4获得了更高的电流效率和较低的驱动电压；这说明将吡啶和吡啶氰基这类氮杂环引入染料中，可以明显提升材料的电子传输能力。制备成有机电致发光器件，可以明显降低驱动电压及提高发光效率的优势。
同时实施例8采用本发明化合物P47作为染料的OLED有机电致发光性能要优于相对于对比例2 采用P78作为染料的OLED有机电致发光性能，P47同样获得了更高的电流效率和较低的驱动电压；这说明将咔啉基团和桥连的吡啶基团引入分子中，可以明显降低驱动电压及提高发光效率的优势。
同时实施例1采用本发明化合物P1作为染料的OLED有机电致发光性能要优于相对于对比例3 采用P79作为染料的OLED有机电致发光性能，P1获得了更高的电流效率和较低的驱动电压；这说明将较多的咔唑基团和桥连的吡啶基团引入分子中，可以明显降低驱动电压及提高发光效率的优势。
以上结果表明，本发明的新型有机材料用于有机电致发光器件，可以有效的降低起降电压，提高电流效率，且具有良好的稳定性能，是性能良好的蓝光染料材料。
本发明的化合物同时也可以作为发光层的主体使用，用于敏化客体荧光染料。
实施例8：
本实施例中有机电致发光器件制备过程如下：
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；
把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5～9×10-3Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀HI-2作为空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为10nm；
在空穴注入层之上真空蒸镀HT-2作为器件的空穴传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为 80nm；
在空穴传输层之上真空蒸镀器件的发光层，发光层包括主体材料和染料材料，利用多源共蒸的方法，调节主体材料P1蒸镀速率为0.1nm/s，染料F8蒸镀速率30％比例设定，蒸镀总膜厚为30nm；
在发光层之上真空蒸镀器件的电子传输层材料ET-34，其蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为20 nm；
在电子传输层(ETL)上真空蒸镀厚度为0.5nm的LiF作为电子注入层，厚度为150nm的Al 层作为器件的阴极。
按照上文所述的方法制备以下各器件，使其具有以下结构：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/P1:30％F8(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
其中30％表示染料F8相对于P1的重量比为30％，以下实施例也按此方式表达。
实施例9：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/P4:30％F8(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例10：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/P43:30％F8(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
实施例11：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/P47:30％F8(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
对比实施例3：
本实施例中有机电致发光器件所选用主体材料为CBP
Figure BDA0003715783080000231
其器件结构为：
ITO(150nm)/HI2(10nm)/HT2(40nm)/CBP:30％F8(30nm)/ET34(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
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：
在同样亮度下，使用数字源表及亮度计测定实施例8～11以及对比例3中制备得到的有机电致发光器件的驱动电压和电流效率以及器件的寿命。具体而言，以每秒0.1V的速率提升电压，测定当有机电致发光器件的亮度达到10000cd/m2时的电压即驱动电压，同时测出此时的电流密度；亮度与电流密度的比值即为电流效率，结果见表2。
表2有机电致发光器件性能
Figure BDA0003715783080000232
Figure BDA0003715783080000241
由上表数据可以看到：
实施例8采用本发明化合物P1作为主体的OLED有机电致发光性能要优于相对于对比例3采用 CBP作为主体的OLED有机电致发光性能，实施例8中的器件获得了更高的电流效率和较低的驱动电压；这说明这类基于咔唑给体、桥连基团为吡啶基的材料作为主体制备有机电致发光器件时，可以明显降低驱动电压及提高发光效率的优势。
同时实施例10采用本发明化合物P43作为染料的OLED有机电致发光性能要优于相对于实施例 8采用P1作为主体的OLED有机电致发光性能，P82获得了更高的电流效率和较低的驱动电压；这说明这类材料做主体材料时，给受体中引入氮杂环基团可以明显降低驱动电压及提高发光效率的优势。
以上结果表明，本发明的新型有机材料用于有机电致发光器件的主体时，可以有效的降低起降电压，提高电流效率，且具有良好的稳定性能。
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。

Claims (9)

1.一种吡啶衍生物，如下式(1)所示：
Figure FDA0003715783070000011
式(1)中：m为1或2的整数，n为4或3的整数，且m与n的和为5；
当m为1时，X1～X4独立的选自CR；当m为2时，X1～X4独立的选自CR或N原子；
所述R选自H、C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C30的芳基或者取代或未取代的C3～C30杂芳基；
R1表示单取代基到最大允许取代基，且当存在多个R1时，相邻的R1之间可以与相邻的苯环稠合成环，所述R1分别独立选自H、取代或未取代的C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C30的芳基或者取代或未取代的C3～C30杂芳基；
Ar表示取代或未取代的氰基苯基或表示取代或未取代的氰基吡啶基；
当上述R和R1分别独立存在取代基时，该取代基分别独立地选自卤素、C1～C10的烷基或环烷基、C2～C6的烯基、C1～C6的烷氧基或硫代烷氧基、C6～C30的芳基或C3～C30的杂芳基；
当上述Ar独立存在取代基时，该取代基分别独立地选自C1～C10的烷基或环烷基、C6～C30的芳基或C3～C30的杂芳基。
2.根据权利要求1所述的吡啶衍生物，其中式(1)由式(2)或式(3)中的任一个表示：
Figure FDA0003715783070000012
式(2)中，X1～X4独立的选自CR；
式(3)中，X1～X4独立的选自CR或N原子；
Ar、R、R1的含义与其在式(1)中的含义相同。
3.根据权利要求1或2所述的吡啶衍生物，其中式(1)、式(2)和式(3)中，Ar基团选自如下结构式S1-S7：
Figure FDA0003715783070000021
其中L选自单键。
4.根据权利要求1或2所述的吡啶衍生物，其中：
所述R选自H、C2～C10的烷基、取代或未取代的C6～C20的芳基或者取代或未取代的C3～C20杂芳基；
R1选自取代或者未取代的C1～C6的烷基、取代或者未取代的C6～C20的芳基、或取代或未取代的C3～C30杂芳基；
当Ar独立存在取代基时，该取代基分别独立地选自C1～C6的烷基；
当R和R1分别独立存在取代基时，所述该取代基分别独立地选自C1～C5的烷基或环烷基、C6～C20的芳基、C3～C20的杂芳基。
5.根据权利要求1或2所述的吡啶衍生物，其中：
R1选自下述基团：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基、苯基、联苯基、甲苯基、萘基、苯并芴基、9,9-二苯基芴基、螺二芴基、三联苯基、蒽基、菲基、芘基、
Figure FDA0003715783070000023
基；
R选自下述基团：H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环己基、苯基、联苯基、萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、菲基、茚基、苯并芴基、芴基、螺芴基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、吡咯基、苯基吡啶基、吡嗪基、喹啉基、三嗪基、苯并三嗪基、苯并吡嗪基、苯并喹啉基、二苯并吡咯基、咔唑基、9-苯基咔唑基、9-萘基咔唑并咔唑基或二苯并咔唑基。
6.一种吡啶衍生物，选自下述具体结构化合物：
Figure FDA0003715783070000022
Figure FDA0003715783070000031
Figure FDA0003715783070000041
Figure FDA0003715783070000051
Figure FDA0003715783070000061
7.权利要求1～6中任一项所述的吡啶衍生物在有机电致发光器件中作为发光主体材料或发光染料的应用。
8.一种有机电致发光器件，该器件包括第一电极、第二电极和插入所述第一电极和第二电极之间的一层或多层有机层，其特征在于，所述有机层中包括至少一种由权利要求1～6中任一项所述的吡啶衍生物。
9.一种有机电致发光器件，其特征在于，所述有机层中包括的吡啶衍生物，选自下述具体结构化合物：
Figure FDA0003715783070000062
Figure FDA0003715783070000071
Figure FDA0003715783070000081
Figure FDA0003715783070000091
Figure FDA0003715783070000101
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