CN115925691A - 咔唑类化合物、混合物、组合物及有机电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种咔唑类化合物、混合物、组合物及有机电子器件。该咔唑类化合物的结构如通式(1)所示,该咔唑类化合物可作为主体材料用于电子器件的功能层中,提高器件的效率和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域,特别是涉及一种咔唑类化合物、混合物、组合物及有机电子器件。
背景技术
有机半导体材料在合成上具有多样性,制造成本相对较低以及优良的光学与电学性能。有机发光二极管(OLED)在光电器件(例如平板显示器和照明)的应用方面具有广视角、反应时间快、工作电压低、面板厚度薄等优势,因而具有广阔的发展潜力。
为了提高有机发光二极管的发光效率,各种基于荧光和磷光的发光材料体系被开发出来。其中,使用荧光材料的有机发光二极管具有可靠性高的特点,但其在电气激发下其内部电致发光量子效率被限制为25%,这是因为激子的单重激发态和三重激发态的分支比为1:3。使用磷光材料的有机发光二极管已经取得了几乎100%的内部电致发光量子效率,但磷光OLED存在一大难点:Roll-off效应,即发光效率随电流或亮度的增加而迅速降低,这对高亮度的应用尤为不利。
发光材料(客体)可与基质材料(主体)一起用作发光材料以改善颜色纯度、发光效率和稳定性。由于当使用主体材料/客体体系作为发光器件的发光层时,主体材料对电致发光器件的效率和特性影响很大,因此主体材料的选择很重要。
目前,4,4’-二咔唑-联苯(CBP)是已知的最广泛用做磷光物质的基质材料。近年来,日本先锋公司开发了一种高性能有机电致发光器件,其使用BAlq(二(2-甲基)-8-羟基喹啉合-4-苯基苯酚铝(III))、菲罗啉(BCP)等化合物作为基质。在传统材料设计中,通常倾向于采用含有电子传输基团和空穴传输基团进行组合,设计成双极性传输的主体,有益于电荷传输的平衡,利用双极性传输的分子做主体,能够获得不错的器件性能,但是所获得的器件发光效率和寿命仍有待提高。
发明内容
基于此,本发明提供了一种咔唑类化合物,该咔唑类化合物可作为主体材料用于电子器件的功能层中,延长器件发光效率和使用寿命。
本发明通过如下技术方案实现:
一种咔唑类化合物,其结构如通式(1)所示:
其中:
A选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
L1选自单键、取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团,或取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
Ar选自(A-1)至(A-3)任一所示的结构:
Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自:取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
E1选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
Z1每次出现,独立地选自CR1或者N,且至少有一个Z1选自N;
R1每次出现,独立地选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、-CN、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、取代或未取代的具有6至60个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至60个环原子的杂芳香基团、具有6至60个环原子的芳氧基、具有5至60个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
*表示连接位点。
本发明还提供一种混合物,所述混合物包含如上所述的咔唑类化合物,以及至少一种有机功能材料,所述有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光体或主体材料。
本发明还提供一种组合物,所述组合物包含如上所述的咔唑类化合物或如上所述的混合物,以及至少一种有机溶剂。
本发明还提供一种有机电子器件,所述有机电子器件包含如上所述的咔唑类化合物、如上所述的混合物或由如上所述的组合物制备而成。
与现有技术相比较,本发明的咔唑类化合物具有如下有益效果:
本发明所述的咔唑类化合物采用咔唑衍生物-含氮吸电子基团的结构,并在咔唑上引入基团,基团具有非完全共轭的五元环结构,咔唑基为共轭基团,通过非共轭基团与共轭基团的分子间相互作用,有利于发挥咔唑衍生物的空穴传输特性;含氮吸电子基团具有电子传输特性,与咔唑衍生物组合可以实现化合物的双极载流子传输能力;本发明所述的咔唑类化合物的以上特性有利于提高使用本发明化合物作为主体材料的OLED器件的激子利用率和器件稳定性,进而实现提高器件发光效率和寿命的目的。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本发明中,组合物和印刷油墨,或油墨具有相同的含义,可以互换。
在本发明中,芳香基团,芳香族,芳香环系具有相同的含义,可以互换。
在本发明中,杂芳香基团,杂芳香族,杂芳香环系具有相同的含义,可以互换。
在本发明中,“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。
在本发明中,同一取代基多次出现时,可独立选自不同基团。如通式含有多个R1,则R1可独立选自不同基团。
在本发明中,“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代,也可以不被取代。当所定义的基团为被取代时,应理解为所定义的基团可以被一个或多个取代基R取代,所述R选自但不限于:氘原子(D)、氰基、异氰基、硝基或卤素,含有1-20个C原子的烷基、含有3-20个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团、-NR’R”、硅烷基、羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、三氟甲基,且上述基团也可以进一步被本领域可接受取代基取代;可理解的,-NR’R”中R’和R”分别独立选自但不限于:H、氘原子、氰基、异氰基、硝基或卤素、含有1-10个C原子的烷基、含有3-20个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团。优选地,R选自但不限于:氘原子、氰基、异氰基、硝基或卤素、含有1-10个C原子烷基、含有3-10个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团、硅烷基、羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、三氟甲基,且上述基团也可以进一步被本领域可接受取代基取代。
在本发明中,“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时,取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”,在没有特别说明的条件下也是同样的。例如,苯环的环原子数为6,萘环的环原子数为10,噻吩基的环原子数为5。
“芳基或芳香基团”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基,可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基,对于多环的环种,至少一个是芳族环系。例如,“取代或未取代的具有6至40个环原子的芳基”是指包含6至40个环原子的芳基,优选取代或未取代的具有6至30个环原子的芳基,更优选取代或未取代的具有6至18个环原子的芳基,特别优选取代或未取代的具有6至14个环原子的芳基,且芳基上任选进一步被取代;合适的实例包括但不限于:苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、并四苯基、芴基、二萘嵌苯基、苊基及其衍生物。可以理解地,多个芳基也可以被短的非芳族单元间断(例如<10%的非H原子,比如C、N或O原子),具体如苊、芴,或者9,9-二芳基芴、三芳胺、二芳基醚体系也应该包含在芳基的定义中。
“杂芳基或杂芳香基团”是指在芳基的基础上至少一个碳原子被非碳原子所替代,非碳原子可以为N原子、O原子、S原子等。例如,“取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳基”是指具有5至40个环原子的杂芳基,,优选取代或未取代的具有6至30个环原子的杂芳基,更优选取代或未取代的具有6至18个环原子的杂芳基,特别优选取代或未取代的具有6至14个环原子的杂芳基,且杂芳基任选进一步被取代,合适的实例包括但不限于:噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、三唑基、咪唑基、二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、吲哚基、咔唑基、吡咯并咪唑基、吡咯并吡咯基、噻吩并吡咯基、噻吩并噻吩基、呋喃并吡咯基、呋喃并呋喃基、噻吩并呋喃基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、邻二氮萘基、喹喔啉基、菲啶基、伯啶基、喹唑啉基、喹唑啉酮基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基及其衍生物。
在本发明中,“烷基”可以表示直链、支链和/或环状烷基。烷基的碳数可以为1至50、1至30、1至20、1至10或1至6。包含该术语的短语,例如,“C1-9烷基”是指包含1~9个碳原子的烷基,每次出现时,可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基或C9烷基。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、4-甲基环己基、4-叔丁基环己基、正庚基、1-甲基庚基、2,2-二甲基庚基、2-乙基庚基、2-丁基庚基、正辛基、叔辛基、2-乙基辛基、2-丁基辛基、2-己基辛基、3,7-二甲基辛基、环辛基、正壬基、正癸基、金刚烷基、2-乙基癸基、2-丁基癸基、2-己基癸基、2-辛基癸基、正十一烷基、正十二烷基、2-乙基十二烷基、2-丁基十二烷基、2-己基十二烷基、2-辛基十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、2-乙基十六烷基、2-丁基十六烷基、2-己基十六烷基、2-辛基十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、2-乙基二十烷基、2-丁基二十烷基、2-己基二十烷基、2-辛基二十烷基、正二十一烷基、正二十二烷基、正二十三烷基、正二十四烷基、正二十五烷基、正二十六烷基、正二十七烷基、正二十八烷基、正二十九烷基、正三十烷基、金刚烷等。
在本发明中,取代基缩写对应为:n-正,sec-仲,i-异,t-叔,o-邻,m-间,p-对,Me甲基,Et乙基,Pr丙基,Bu丁基,Am正戊基,Hx己基,Cy环己基。
“胺基”是指胺的衍生物,具有式-N(X)2的结构特征,其中每个“X”独立地是H、取代的或未被取代的烷基、取代的或未被取代的环烷基、取代的或未被取代的杂环基等。胺基的非限制性类型包括-NH2、-N(烷基)2、-NH(烷基)、-N(环烷基)2、-NH(环烷基)、-N(杂环基)2、-NH(杂环基)、-N(芳基)2、-NH(芳基)、-N(烷基)(芳基)、-N(烷基)(杂环基)、-N(环烷基)(杂环基)、-N(芳基)(杂芳基)、-N(烷基)(杂芳基)等。
本发明中,与单键相连的“*”表示连接或稠合位点;
本发明中,基团中未指明连接位点时,表示基团中任选可连接位点作为连接位点;
本发明中,基团中未指明稠合位点时,表示基团中任选可稠合位点作为稠合位点,优选基团中处于邻位的两个或多个位点为稠合位点;
在本发明中,“相邻基团”是指两个取代基之间没有可取代的位点。
按照本发明所述的环状的烷基或环烷基具备相同的含义,可以互换。
本发明提供了一种咔唑类化合物,其结构如通式(1)所示:
其中:
A选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
L1选自单键、取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团,或取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
Ar选自(A-1)至(A-3)任一所示的结构:
Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自:取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团或者取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
E1选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
Z1每次出现,独立地选自CR1或者N,且至少有一个Z1选自N;
R1每次出现,独立地选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、-CN、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、取代或未取代的具有6至60个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至60个环原子的杂芳香基团、具有6至60个环原子的芳氧基、具有5至60个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
*表示连接位点。
在一个具体的示例中,本发明所述的取代或未取代是指被一个或多个取代基R取代或者不被取代,其中取代基R含义同上所述。优选地,取代基R选自具有1-10个C原子的烷基、含有6-20个环原子的芳基、或含有5-20个环原子的杂芳基;进一步,所述的取代基R选自具有1-8个C原子的烷基、含有6-10个环原子的芳基或含有6-13个环原子的杂芳基。
在一个具体的示例中,咔唑类化合物的结构选自通式(2-1)~(2-4)任一所示的结构:
在一个具体的示例中,A选自取代或未取代的具有6至18个环原子的芳香基团或者取代或未取代的具有6至18个环原子的杂芳香基团;
进一步,A选自如(B-1)~(B-6)任一所示的基团:
其中:
Ar4选自取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的杂芳香基团;
X1每次出现,独立地选自N或CR3;
Y1选自O、S、S=O、SO2、NR4、PR4、CR5R6或SiR5R6;
R3、R4、R5、R6每次出现,分别独立地选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至13个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳氧基、具有5至13个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
R5与R6相互成环或不成环。
可以理解地,在本发明中,当X1为连接位点时,X1为C。
优选地,R3、R4、R5、R6每次出现,独立地选自-H、-D、或具有1至10个C原子的直链烷基、或具有3至10个C原子的支链或环状的烷基、或苯基、或萘基。
在一实施例中,R3每次出现,独立地选自-H、-D、或具有1至10个C原子的直链烷基、或具有3至10个C原子的支链或环状的烷基。
在一个具体的示例中,A选自如下任一所示的基团:
其中:*表示连接或稠合位点。
优选地,X1选自CR3,R3含义同上所述。
在一实施例中,咔唑类化合物的结构选自通式(3-1)~(3-16)任一所示的结构:
可以理解地,通式(3-2)选自式(4-1)-(4-3)任一所示的结构:
可以理解地,通式(3-3)选自式(4-4)-(4-9)任一所示的结构:
在一个具体的示例中,L1选自单键,或取代或未取代的环原子数为6至18的芳香基团,或取代或未取代的环原子数为5至18的杂芳香基团。
在一个具体的示例中,L1选自单键或如下任一所示的基团:
其中:
X2每次出现,独立地选自N或CR7;
Y2选自O、S、S=O、SO2、NR8、PR8、CR8R9或SiR8R9;
R7、R8、R9每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
可以理解地,在本发明中,当X2为连接位点时,X2为C。
进一步,L1选自单键、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的9,9-芴基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或为取代的咔唑基,或取代或未未取代的9-咔唑基;进一步,所述取代基R优选自-D、或具有1至10个C原子的直链烷基、或具有3至10个C原子的支链或环状的烷基、或苯基、或萘基。
进一步,L1选自单键或以下基团:
在一实施例中,E1选自取代或未取代的具有6至10个环原子的芳香基团或者取代或未取代的具有5至10个环原子的杂芳香基团;
进一步,E1选自以下基团:
其中,Y4选自O或者S;
V每次出现,独立地选自N或CR2;
R2每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至13个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳氧基、具有5至13个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
进一步,R2每次出现,独立地选自-H、-D、或具有1至10个C原子的直链烷基、或具有3至10个C原子的支链或环状的烷基、或苯基、或萘基。
进一步,Ar选自如下结构:
在一个具体的示例中,Ar1、Ar2、Ar3独立选自取代或未取代环原子数为6至20的芳香基团,或取代或未取代环原子数为5至20的杂芳香基团。
在一个具体的示例中,Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自如(C-1)~(C-6)任一所示的基团:
其中:
Ar5选自取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的杂芳香基团;
X3每次出现,独立地选自N或CR10;
Y3选自O、S、S=O、SO2、NR11、PR11、CR12R13或SiR12R13;
R10、R11、R12、R13每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
在一个具体的示例中,(C-3)选自如下基团:
在一个具体的示例中,Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自如下任一所示的基团:
以上基团被R取代或无取代。
具体地,按照本发明的咔唑类化合物,选自以下结构但不限于此:
按照本发明的咔唑类有机化合物,可以作为功能材料用于电子器件的功能层中。有机功能层包括,但不限于,空穴注入层(HIL),空穴传输层(HTL),电子传输层(ETL),电子注入层(EIL),电子阻挡层(EBL),空穴阻挡层(HBL),发光层(EML)。
在一个优选的实施例中,按照本发明的咔唑类化合物是作为主体材料,特别是磷光主体材料。
在某些实施例中,按照本发明的咔唑类有机化合物具有发光功能,其发光波长在300到1000nm之间,较好是在350到900nm之间,更好是在400到800nm之间。这里指的发光是指光致发光或电致发光。
本发明还涉及一种混合物,包括一种有机功能材料H1,H1选自如上所述的咔唑类有机化合物,以及至少还包含另一种有机功能材料H2。所述的有机功能材料H2选自空穴注入材料(HIM),空穴传输材料(HTM),电子传输材料(ETM),电子注入材料(EIM),电子阻挡材料(EBM),空穴阻挡材料(HBM),发光体(Emitter),主体材料(Host)。发光材料选自单重态发光体(荧光发光体)、三重态发光体(磷光发光体),特别是发光有机金属络合物和有机热激发延迟荧光材料(TADF材料)。例如在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO2011110277A1中对各种有机功能材料有详细的描述,特此将此3专利文件中的全部内容并入本文作为参考。有机功能材料可以是小分子和高聚物材料。
在一个优选的实施例中,所述的有机混合物,其中H1和H2的质量比为从2:8到8:2;优选的质量比为3:7到7:3;更加优选的质量比为4:6到6:4;最优选的质量比为5:5。
在一个优选的实施例中,所述的有机混合物,其中H1和H2的分子量的差不超过100Dalton,较好是不超过80Dalton,更好是不超过70Dalton,更更好是不超过60Dalton,非常好是不超过40Dalton,最好是不超过30Dalton。
在另一个优选的实施例中,所述的有机混合物,其中H1和H2的升华温度的差不超过50K;较优选的升华温度的差不超过30K;更加优选的升华温度的差不超过20K;最优选的升华温度的差不超过10K。
在一个优选的实施例中,按照本发明的有机混合物中的H1和H2,至少有一个其玻璃化温度Tg≥100℃,在一个优选的实施例中,至少有一个其Tg≥120℃,在一个较为优选的实施例中,至少有一个其Tg≥140℃,在一个更为优选的实施例中,至少有一个其Tg≥160℃,在一个最为优选的实施例中,至少有一个其Tg≥180℃。
在一个较优选的实施例中,所述的混合物,包含至少一种按照本发明的咔唑类有机化合物和一种发光材料,所述的发光材料选自单重态发光体,三重态发光体或TADF发光体。
在某些实施例中,所述的混合物,包含至少一种按照本发明的咔唑类有机化合物和一种单重态发光体,其中所述的单重态发光体重量百分比为≤10wt%,较好是≤9wt%,更好是≤8wt%,特别好是≤7wt%,最好是≤5wt%。
在一个特别优选的实施例中,所述的混合物,包含至少一种按照本发明的咔唑类有机化合物和一种三重态发光体,其中所述的三重态发光体重量百分比为≤25wt%,较好是≤20wt%,更好是≤15wt%。
在另一个优选的实施例中,所述的混合物,包含至少一种按照本发明的咔唑类化合物、一种三重态发光体和一种主体材料。在这种实施例中,按照本发明的化合物可以作为辅助发光材料,其与三重态发光体重量比从1:2到2:1。在另一种优选的实施例中,按照本发明的混合物的激基络合物的能级高于所述的磷光发光体。
在另一个更优选的实施例中,所述的混合物,包含至少一种按照本发明的咔唑类化合物和一种TADF材料,其中所述的TADF主体材料的重量百分比为≤15wt%,较好是≤10wt%,更好是≤5wt%。
在一个非常优选的实施例中,所述的混合物包含一种按照本发明的咔唑类有机化合物,和另一种主体材料。这里按照本发明的有机化合物可以作为第二主体,其重量百分比可在30%~70%。
本发明中对单重态发光体,三重态发光体、TADF材料及主体材料的详细描述详见专利WO2018095390A1。
在某些优选的实施例中,所述的混合物,所述的另一种有机功能材料H2包含如通式(5)所示的结构:
其中,当R14每次出现时,独立选自结构式(5-1),-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
相邻的R14可以相互连接成环;并且R14中至少有一个选自结构式(5-1);
Ar7,Ar8各自独立地选自取代或者未取代的具有6至30个环原子的芳香基团或取代或者未取代的具有5至30个环原子的杂芳香基团,或者取代或者未取代的有5至30个环原子的非芳香族环基;
L2选自单键、取代或者未取代的有6至30个环原子的芳香基团或取代或者未取代的有5至30个环原子的杂芳香基团,或者取代或者未取代的有5至30个环原子的非芳香族环基;
Ar7,Ar8,L2中任意两个可以相互连接成环。
进一步地,H2选自如下通式:
在一实施例中,Ar8和L2相互连接成环;进一步,H2选自如下通式:
其中,R15每次出现时,独立选自-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
优选的,有机功能材料H2选自以下的结构,但不限于此,其中结构中的H可以进一步被任意取代。
本发明的一个目的是为蒸镀型OLED提供材料解决方案。
在某些实施例中,按照本发明的化合物,其分子量≤1200g/mol,优选≤1100g/mol,很优选≤1000g/mol,更优选≤950g/mol,最优选≤900g/mol。
本发明的另一个目的是为印刷OLED提供材料解决方案。
在某些实施例中,按照本发明的化合物,其分子量≥800g/mol,优选≥900g/mol,很优选≥1000g/mol,更优选≥1100g/mol,最优选≥1200g/mol。
在另一些实施例中,按照本发明的化合物,在25℃时,在甲苯中的溶解度≥2mg/ml,优选≥3mg/ml,更优选≥4mg/ml,最优选≥5mg/ml。
本发明还涉及一种组合物,包含至少一种如上所述的咔唑类有机化合物或混合物,及至少一种有机溶剂;所述的至少一种的有机溶剂选自芳族或杂芳族、酯、芳族酮或芳族醚、脂肪族酮或脂肪族醚、脂环族或烯烃类化合物,或硼酸酯或磷酸酯类化合物,或两种及两种以上溶剂的混合物。
在一个优选的实施例中,按照本发明的一种组合物,其特征在于,所述的至少的一种有机溶剂选自基于芳族或杂芳族的溶剂。
适合本发明的基于芳族或杂芳族溶剂的例子有,但不限制于:对二异丙基苯、戊苯、四氢萘、环己基苯、氯萘、1,4-二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、二戊苯、三戊苯、戊基甲苯、邻二乙苯、间二乙苯、对二乙苯、1,2,3,4-四甲苯、1,2,3,5-四甲苯、1,2,4,5-四甲苯、丁苯、十二烷基苯、二己基苯、二丁基苯、对二异丙基苯、环己基苯、苄基丁基苯、二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、1-甲基萘、1,2,4-三氯苯、4,4-二氟二苯甲烷、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、二苯甲烷、2-苯基吡啶、3-苯基吡啶、N-甲基二苯胺、4-异丙基联苯、α,α-二氯二苯甲烷、4-(3-苯基丙基)吡啶、苯甲酸苄酯、1,1-双(3,4-二甲基苯基)乙烷、2-异丙基萘、喹啉、异喹啉、2-呋喃甲酸甲酯、2-呋喃甲酸乙酯等;
适合本发明的基于芳族酮溶剂的例子有,但不限制于:1-四氢萘酮,2-四氢萘酮,2-(苯基环氧)四氢萘酮,6-(甲氧基)四氢萘酮,苯乙酮、苯丙酮、二苯甲酮、及它们的衍生物,如4-甲基苯乙酮、3-甲基苯乙酮、2-甲基苯乙酮、4-甲基苯丙酮、3-甲基苯丙酮、2-甲基苯丙酮等;
适合本发明的基于芳族醚溶剂的例子有,但不限制于:3-苯氧基甲苯、丁氧基苯、对茴香醛二甲基乙缩醛、四氢-2-苯氧基-2H-吡喃、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、1,4-苯并二噁烷、1,3-二丙基苯、2,5-二甲氧基甲苯、4-乙基本乙醚、1,3-二丙氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、4-(1-丙烯基)-1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、缩水甘油基苯基醚、二苄基醚、4-叔丁基茴香醚、反式-对丙烯基茴香醚、1,2-二甲氧基苯、1-甲氧基萘、二苯醚、2-苯氧基甲醚、2-苯氧基四氢呋喃、乙基-2-萘基醚;
在一些优选的实施例中,按照本发明的组合物,所述的至少一种的有溶剂可选自:脂肪族酮,例如,2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、2,5-己二酮、2,6,8-三甲基-4-壬酮、葑酮、佛尔酮、异佛尔酮、二正戊基酮等;或脂肪族醚,例如,戊醚、己醚、二辛醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇乙基甲醚、三乙二醇丁基甲醚、三丙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等。
在另一些优选的实施例中,按照本发明的组合物,所述的至少一种的有溶剂可选自基于酯的溶剂:辛酸烷酯、癸二酸烷酯、硬脂酸烷酯、苯甲酸烷酯、苯乙酸烷酯、肉桂酸烷酯、草酸烷酯、马来酸烷酯、烷内酯、油酸烷酯等。特别优选辛酸辛酯、癸二酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、异壬酸异壬酯。
所述的溶剂可以是单独使用,也可以是作为两种或多种有机溶剂的混合物使用。
在某些优选的实施例中,按照本发明的一种组合物,其特征在于,包含至少一种如上所述的有机化合物或高聚物或混合物及至少一种有机溶剂,还可进一步包含另一种有机溶剂。另一种有机溶剂的例子包括(但不限于):甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、邻二氯苯、四氢呋喃、苯甲醚、吗啉、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1,4二氧杂环己烷、丙酮、甲基乙基酮、1,2二氯乙烷、3-苯氧基甲苯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢萘、萘烷、茚和/或它们的混合物。
一些优选的实施例中,特别适合本发明的溶剂是汉森(Hansen)溶解度参数在以下范围内的溶剂:
δd(色散力)在17.0~23.2MPa1/2的范围,尤其是在18.5~21.0MPa1/2的范围;
δp(极性力)在0.2~12.5MPa1/2的范围,尤其是在2.0~6.0MPa1/2的范围;
δh(氢键力)在0.9~14.2MPa1/2的范围,尤其是在2.0~6.0MPa1/2的范围。
按照本发明的组合物,其中有机溶剂在选取时需考虑其沸点参数。本发明中,所述的有机溶剂的沸点≥150℃;优选为≥180℃;较优选为≥200℃;更优为≥250℃;最优为≥275℃或≥300℃。这些范围内的沸点对防止喷墨印刷头的喷嘴堵塞是有益的。所述的有机溶剂可从溶剂体系中蒸发,以形成包含功能材料薄膜。
在一个优选的实施方案中,按照本发明的组合物是一溶液。
在另一个优选的实施方案中,按照本发明的组合物是一悬浮液。
本发明实施例中的组合物中可以包括0.01至10wt%的按照本发明的咔唑类有机化合物或混合物,较好的是0.1至15wt%,更好的是0.2至5wt%,最好的是0.25至3wt%。
本发明还涉及所述组合物作为涂料或印刷油墨在制备有机电子器件时的用途,特别优选的是通过打印或涂布的制备方法。
其中,适合的打印或涂布技术包括(但不限于)喷墨打印,喷印(NozzlePrinting),活版印刷,丝网印刷,浸涂,旋转涂布,刮刀涂布,辊筒印花,扭转辊印刷,平版印刷,柔版印刷,轮转印刷,喷涂,刷涂或移印,狭缝型挤压式涂布等。首选的是凹版印刷,喷印及喷墨印刷。溶液或悬浮液可以另外包括一个或多个组份例如表面活性化合物,润滑剂,润湿剂,分散剂,疏水剂,粘接剂等,用于调节粘度,成膜性能,提高附着性等。
本发明还提供一种如上所述的咔唑类有机化合物、混合物或组合物在有机电子器件中的应用。所述技术方案如下:
一种有机电子器件,至少包含一种如上所述的咔唑类有机化合物、混合物或由上述的组合物制备而成。一般地,此种有机电子器件至少包含一个阴极,一个阳极及位于阴极和阳极之间的一个或多个功能层,其中所述的至少一功能层中包含一种如上所述的化合物、混合物或由上述的组合物制备而成。
所述的有机电子器件可选于,但不限于,有机发光二极管(OLED),有机光伏电池(OPV),有机发光电池(OLEEC),有机场效应管(OFET),有机发光场效应管,有机激光器,有机自旋电子器件,有机传感器及有机等离激元发射二极管(Organic Plasmon EmittingDiode)等,特别优选的是有机电致发光器件,如OLED,OLEEC,有机发光场效应管。
在某些优先的实施例中,所述的有机电子器件,包含一发光层,所述发光层包含一种如上所述的咔唑类有机化合物或混合物或由上述组合物制备而成。
在某些优先的实施例中,所述的有机电子器件,其发光层包含一种如上所述的化合物,或包含一种如上所述的化合物和一种磷光发光材料,或包含一种如上所述的咔唑类有机化合物和一种主体材料,或包含一种如上所述的化合物和一种TADF材料。
在某些优选的实施例中,所述有机电子器件,其发光层包含一种如式(1)所述的咔唑类有机化合物和一种如式(5)所述的有机化合物。
在以上所述的发光器件,特别是OLED中,包括一基片,一阳极,至少一发光层,一阴极。
基片可以是不透明或透明。一个透明的基板可以用来制造一个透明的发光元器件。基片可以是刚性的或弹性的。基片可以是塑料,金属,半导体晶片或玻璃。最好是基片有一个平滑的表面。无表面缺陷的基板是特别理想的选择。在一个优选的实施例中,基片是柔性的,可选于聚合物薄膜或塑料,其玻璃化温度Tg为150℃以上,较好是超过200℃,更好是超过250℃,最好是超过300℃。合适的柔性基板的例子有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和聚乙二醇(2,6-萘)(PEN)。
阳极可包括一导电金属或金属氧化物,或导电聚合物。阳极可以容易地注入空穴到空穴注入层(HIL)或空穴传输层(HTL)或发光层中。在一个的实施例中,阳极的功函数和发光层中的发光体或作为HIL或HTL或电子阻挡层(EBL)的p型半导体材料的HOMO能级或价带能级的差的绝对值小于0.5eV,较好是小于0.3eV,最好是小于0.2eV。阳极材料的例子包括但不限于:Al、Cu、Au、Ag、Mg、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt、ITO、铝掺杂氧化锌(AZO)等。其他合适的阳极材料是已知的,本领域普通技术人员可容易地选择使用。阳极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理气相沉积法,包括射频磁控溅射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。在某些实施例中,阳极是图案结构化的。图案化的ITO导电基板可在市场上买到,并且可以用来制备根据本发明的器件。
阴极可包括一导电金属或金属氧化物。阴极可以容易地注入电子到EIL或ETL或直接到发光层中。在一个的实施例中,阴极的功函数和发光层中发光体或作为电子注入层(EIL)或电子传输层(ETL)或空穴阻挡层(HBL)的n型半导体材料的LUMO能级或导带能级的差的绝对值小于0.5eV,较好是小于0.3eV,最好是小于0.2eV。原则上,所有可用作OLED的阴极的材料都可能作为本发明器件的阴极材料。阴极材料的例子包括但不限于:Al、Au、Ag、Ca、Ba、Mg、LiF/Al、MgAg合金、BaF2/Al、Cu、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt、ITO等。阴极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理气相沉积法,包括射频磁控溅射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。
OLED还可以包含其他功能层,如空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)。适合用于这些功能层中的材料在上面及在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO2011110277A1中有详细的描述,特此将此3篇专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
按照本发明的发光器件,其发光波长在300到1200nm之间,较好的是在350到1000nm之间,更好的是在400到900nm之间。
本发明还涉及按照本发明的电致发光器件在各种电子设备中的应用,包含,但不限于,显示设备,照明设备,光源,传感器等等。
下面将结合优选实施例对本发明进行了说明,但本发明并不局限于下述实施例,应当理解,所附权利要求概括了本发明的范围在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到,对本发明的各实施例所进行的一定的改变,都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。
具体实施例
以下结合具体实施例对本发明的咔唑类化合物及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料,如无特别说明,均为市售产品。
实施例1
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体1-2的合成:将1-1(60mmol),联硼酸频哪醇酯(60mmol),Pd(dppf)Cl2(0.2mmol)和醋酸钾(70mmol)加至180ml1,4-二氧六环中,在氮气环境中100℃搅拌5h。冷却后,旋蒸除去溶剂,二氯甲烷溶解剩余物并水洗分液,收集有机相,有机相旋蒸除去溶剂后,所得粗产品经重结晶得到中间体1-2,收率75%。
中间体1-4的合成:将中间体1-2(42mmol)、中间体1-3(42mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钾(75mmol)。在氮气环境下,100℃搅拌6h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体1-4,收率90%。
化合物1的合成:将中间体1-4(30mmol)、中间体1-5(30mmol)、Pd(dba)2(0.3mmol)、三叔丁基膦(0.6mmol)和叔丁醇钠(40mmol)溶于甲苯中,在氮气环境下100℃搅拌12h。冷却后向反应液加入水,水洗并分液,收集有机相,旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析、重结晶纯化得到化合物1,收率80%。MS(ASAP):626。
实施例2
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
化合物2的合成:将1-4(15mmol)、2-1(15mmol)溶于100ml干燥的甲苯中,加入Pd2(dba)3(0.1mmol)、三叔丁基膦(0.2mmol)和叔丁醇钠(20mmol),100℃回流6h。冷却后,向反应液加入水,水洗并分液,收集有机相。有机相旋蒸除去溶剂后,所得粗产品经柱层析、重结晶纯化得到化合物2。MS(ASAP):626。
实施例3
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体3-3的合成:将中间体3-1(50mmol)、中间体3-2(50mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钠(80mmol)。在氮气环境下,80℃搅拌4h。冷却后,向反应液加入大量水,过滤收集滤饼。所得粗产品经柱层析纯化得到中间体3-3,收率80%。
中间体3-5的合成:将中间体3-3(40mmol)、中间体3-4(40mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钾(75mmol)。在氮气环境下,80℃搅拌4h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体3-5,收率90%。
化合物3的合成:将中间体3-5(30mmol)、中间体1-4(30mmol)、Pd(dba)2(0.3mmol)、三叔丁基膦(0.6mmol)和叔丁醇钠(40mmol)溶于甲苯中,在氮气环境下100℃搅拌12h。冷却后水洗并分液,收集有机相,旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析、重结晶纯化得到化合物3,收率78%。MS(ASAP):676。
实施例4
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体4-2的合成:将中间体4-1(40mmol)、中间体3-4(40mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钾(75mmol)。在氮气环境下,80℃搅拌4h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体4-2,收率92%。
化合物4的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将3-5替换为4-2,收率76%。MS(ASAP):599。
实施例5
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体5-3的合成参照4-2的合成,不同之处在于将4-1替换为5-1,并将3-4替换为5-2,收率75%。
中间体5-5的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为5-4,收率85%。
化合物5的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将1-4替换为5-5,并将3-5替换为5-3,收率76%。MS(ASAP):700。
实施例6
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体6-2的合成参照中间体1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为6-1, 收率85%。
化合物6的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将1-4替换为6-2,收率75%。MS(ASAP):732。
实施例7
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体7-3的合成参照中间体3-5的合成,不同之处在于将3-3替换为7-1,并将3-4替换为7-2,收率80%。
中间体7-5的合成参照中间体1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为7-4,收率90%。
化合物7的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将1-4替换为7-5,并将3-5替换为7-3,收率80%。MS(ASAP):676。
实施例8
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体8-2的合成参照4-2的合成,不同之处在于将3-4替换为8-1,收率85%。
化合物8的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将1-4替换为7-5,并将3-5替换为8-2,收率82%。MS(ASAP):705。
实施例9
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体9-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为9-1,收率85%。
化合物9的合成参照化合物2的合成,不同之处在于将1-4替换为9-2,并将2-1替换为9-3,收率84%。MS(ASAP):649。
实施例10
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体10-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为10-1,收率82%。
化合物10的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将1-4替换为10-2,并将3-5替换为4-2,收率83%。MS(ASAP):689。
实施例11
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体11-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为11-1,收率95%。
化合物11的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将1-4替换为11-2,并将1-5替换为11-3,收率90%。MS(ASAP):702。
实施例12
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体12-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为12-1,收率90%。
化合物12的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将1-4替换为12-2,并将3-5替换为4-2,收率85%。MS(ASAP):699。
实施例13
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体13-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为13-1,收率90%。
化合物13的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将1-4替换为13-2,收率87%。MS(ASAP):626。
实施例14
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体14-2的合成参照3-3的合成,不同之处在于将3-2替换为14-1,收率75%。
化合物14-3的合成参照3-5的合成,不同之处在于将3-3替换为14-2,收率80%。
化合物14的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将3-5替换为14-3,收率76%。MS(ASAP):792。
实施例15
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体15-3的合成参照3-3的合成,不同之处在于将3-1替换为15-1,并将3-2替换为15-2,收率72%。
中间体15-4的合成参照3-5的合成,不同之处在于将3-3替换为15-3,收率82%。
化合物15的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将3-5替换为15-4,收率75%。MS(ASAP):741。
实施例16
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体16-2的合成参照1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为16-1,收率85%。
中间体16-4的合成参照3-3的合成,不同之处在于将3-1替换为15-1,并将3-2替换为16-3,收率70%。
中间体16-5的合成参照3-5的合成,不同之处在于将3-3替换为16-4,收率84%。
化合物16的合成参照化合物3的合成,不同之处在于将3-5替换为16-5,并将1-4替换为16-2,收率72%。MS(ASAP):840。
实施例17
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
中间体17-2的合成参照中间体1-4的合成,不同之处在于将1-3替换为17-1,收率72%。
化合物17的合成参照化合物3的合成,不同之处在于1-4将替换为17-2,并将3-5替换为4-2,收率70%。MS(ASAP):699。
实施例18
化合物18的合成参照化合物1的合成,不同之处在于1-5替换为18-1,收率75%。MS(ASAP):599。
实施例19
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
化合物19的合成参照化合物1的合成,不同之处在于1-5替换为19-1,收率85%。MS(ASAP):655。
实施例20
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
化合物20的合成参照化合物1的合成,不同之处在于1-5替换为20-1,收率84%。MS(ASAP):649。
实施例21
本实施例提供一种咔唑类化合物,具体合成路线如下:
化合物21的合成参照化合物1的合成,不同之处在于1-5替换为21-1,收率85%。MS(ASAP):639。
器件实施例1
器件结构为ITO/HATCN/HTM/主体材料(化合物1):RD/ETM:Liq/Liq/Al。其中主体材料与RD的质量比为95:5。具体的制备过程如下:
a、导电玻璃基片的清洗:首次使用时,可用多种溶剂进行清洗,例如氯仿、酮、异丙醇进行清洗,然后进行紫外臭氧等离子处理;
b、HATCN(30nm),HTM(50nm),主体材料:RD(40nm),ETM:Liq(30nm),Liq(1nm),Al(100nm)在高真空(1×10-6毫巴)中热蒸镀而成;
c、封装:器件在氮气手套箱中用紫外线硬化树脂封装。
OLED器件的制备参照器件实施例1,不同之处在于将主体材料换成表1所示的主体材料,其中混合物按照质量比为1:1共混。
表1
各OLED器件的电流电压(J-V)特性通过表征设备来表征,同时记录重要的参数如效率,寿命及外部量子效率。表1是OLED器件寿命及外量子效率比较,其中的寿命LT95是在恒定电流下,亮度下降到初始亮度@1000nits的95%时的时间。这里LT95、外量子效率是相器件对比例1(对应对比例1)而计算的,即以器件对比例1的寿命为1,外量子效率为100%。
器件实施例1-器件实施例21的器件外量子效率和寿命明显高于器件对比例1(对应对比例1)、器件对比例2(对应对比例2)。器件实施例22至器件实施例25的器件外量子效率和寿命高于器件对比例5(对应对比例1:H2-1)、器件对比例6(对应对比例2:H2-1)。
器件实施例22至器件实施例25的器件寿命明显高于器件实施例1、2、5、12,说明采用本发明所述的混合物作共主体的器件的效率和寿命高于相应的单主体器件实施例。可见,采用本发明的有机物及其混合物制备的OLED器件,其发光效率和寿命均得到明显提高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,便于具体和详细地理解本发明的技术方案,但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。应当理解,本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上,通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案,均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准,说明书可以用于解释权利要求的内容。
Claims (12)
1.一种咔唑类化合物,其特征在于,其结构如通式(1)所示:
其中:
A选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
L1选自单键、取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团,或取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
Ar选自(A-1)至(A-3)任一所示的结构:
Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自:取代或未取代的具有6至40个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳香基团;
E1选自取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团,或者取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团;
Z1每次出现,独立地选自CR1或者N,且至少有一个Z1选自N;
R1每次出现,独立地选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、-CN、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、取代或未取代的具有6至60个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至60个环原子的杂芳香基团、具有6至60个环原子的芳氧基、具有5至60个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
*表示连接位点。
2.根据权利要求1所述的咔唑类化合物,其特征在于,A选自如(B-1)~(B-6)任一所示的基团:
其中:
Ar4选自取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的杂芳香基团;
X1每次出现,独立地选自N或CR3;
Y1选自O、S、S=O、SO2、NR4、PR4、CR5R6或SiR5R6;
R3、R4、R5、R6每次出现,分别独立地选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至13个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳氧基、具有5至13个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合;
R5与R6相互成环或不成环。
5.根据权利要求1所述的咔唑类化合物,其特征在于,L1选自单键或如下任一所示的基团:
其中:
X2每次出现,独立地选自N或CR7;
Y2选自O、S、S=O、SO2、NR8、PR8、CR8R9或SiR8R9;
R7、R8、R9每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、可交联的基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
6.根据权利要求1所述的咔唑类化合物,其特征在于,Ar1、Ar2、Ar3分别独立地选自如(C-1)~(C-6)任一所示的基团:
其中:
Ar5选自取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的杂芳香基团;
X3每次出现,独立地选自N或CR10;
Y3选自O、S、S=O、SO2、NR11、PR11、CR12R13或SiR12R13;
R10、R11、R12、R13每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至20个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至20个环原子的芳氧基、具有5至20个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
7.根据权利要求1~6任一项所述的咔唑类化合物,其特征在于,E1选自如下任一所示的基团:
其中,Y4选自O或者S;
V每次出现,独立地选自N或CR2;
R2每次出现,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的硫代烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至13个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳氧基、具有5至13个环原子的杂芳氧基,或这些基团的组合。
10.一种混合物,其特征在于,所述混合物包含权利要求1~9任一项所述的咔唑类化合物,以及至少一种有机功能材料,所述有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光体或主体材料。
11.一种组合物,其特征在于,所述组合物包含权利要求1~9任一项所述的咔唑类化合物或权利要求10所述的混合物,以及至少一种有机溶剂。
12.一种有机电子器件,其特征在于,所述有机电子器件包含权利要求1~9任一项所述的咔唑类化合物、权利要求10所述的混合物或由权利要求11所述的组合物制备而成的功能层。
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