CN116789614A - 一种含三嗪和菲结构的化合物及其在有机电致发光器件上的应用 - Google Patents

一种含三嗪和菲结构的化合物及其在有机电致发光器件上的应用 Download PDF

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CN116789614A CN202210248732.7A CN202210248732A CN116789614A CN 116789614 A CN116789614 A CN 116789614A CN 202210248732 A CN202210248732 A CN 202210248732A CN 116789614 A CN116789614 A CN 116789614A
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Abstract

本发明公开了一种含三嗪和菲结构的化合物及其在有机电致发光器件上的应用，属于半导体材料技术领域。本发明所述化合物的结构如通式(1‑1)至通式(1‑3)中任一种所示，该化合物具良好的稳定性和电子耐受能力，同时拥有良好的电子注入和电子传输能力，本发明化合物作为有机电致发光器件的材料使用时，器件的驱动电压、器件效率和器件寿命均得到显著改善。

Description

一种含三嗪和菲结构的化合物及其在有机电致发光器件上的 应用
技术领域
本发明涉及半导体材料技术领域，尤其是涉及一种含三嗪和菲结构的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。
背景技术
有机电致发光器件(OLED:Organic Light Emission Diodes)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器件具有类似三明治的结构，包括电极材料膜层以及夹在不同电极材料膜层之间的有机功能材料，各种不同有机功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。OLED发光器件作为电流器件，当对其两端电极施加电压，并通过电场作用于有机层功能材料膜层中的正负电荷时，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。
当前，OLED显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展。但是，和实际的产品应用要求相比，OLED器件的发光效率和使用寿命等性能还需要进一步提升。为了实现OLED器件的性能的不断提升，需要OLED光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能的OLED功能材料。
应用于OLED器件的OLED光电功能材料从用途上可划分为两大类，分别为电荷注入传输材料和发光材料。进一步，还可将电荷注入传输材料分为电子注入传输材料、电子阻挡材料、空穴注入传输材料和空穴阻挡材料，作为电荷传输材料，要求具有良好的载流子迁移率、高玻璃化转化温度等，对于OLED器件来说，电子从阴极注入，然后通过电子传输层传递到主体材料，在主体材料中和空穴进行复合，从而产生激子。因而，提高电子传输层的注入能力和传输能力，有利于降低器件驱动电压，同时获得高效的电子- 空穴复合效率。因此，电子传输层非常重要，需要其具有高效的电子注入能力、传输能力和电子高耐久性。
伴随着有OLED器件的显著进步，对材料的要求性能也日益提高，不仅要求其有良好的材料稳定性，并且需要其在低驱动电压下，达到良好的效率和寿命。但是，目前的电子传输材料的电子注入和传输能力以及耐热稳定性不足，同时材料的电子耐受性存在缺陷，导致器件工作时，材料发生相态分离或分解，从而导致器件寿命较差的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种含三嗪和菲的化合物及其在有机电致发光器件上的应用，本发明化合物通过特定结构的三联苯基或嘧啶取代联苯基进行桥连，桥连结构为三角形构架，使得化合物具有优异的电子注入和传输能力，应用于有机电致发光器件，能够有效降低器件工作电压，提高器件发光效率和工作寿命。
本发明技术方案如下：
一种含三嗪和菲结构的化合物，所述化合物的结构如通式(1-1)至通式(1-3)中任一种所示：
通式(1-1)-通式(1-3)中，R1表示为苯基、萘基或联苯基；
Z1、Z2、Z3分别独立的表示为C-H或者N原子。
进一步优选，所述化合物的结构如通式(2-1)～通式(2-12)中任一种所示：
通式(2-1)～通式(2-12)中，R1的含义同上文中的限定；菲和其他基团的连接位点为L1、L2、L3、 L4或L5。
进一步优选，所述化合物的结构如通式(3-1)～通式(3-12)中任一种所示：
通式(3-1)～通式(3-12)中，R1的含义同上文中的限定。
进一步优选，所述含三嗪和菲结构的化合物中R1表示为苯基。
进一步优选，所述含三嗪和菲结构的化合物中R1表示为联苯基。
进一步优选，所述含三嗪和菲结构的化合物中R1表示为萘基。
优选地，所述化合物的具体结构为如下结构中的任一种：
一种有机电致发光器件，包含第一电极和第二电极，所述有机电致发光器件的第一电极和第二电极之间具有多层有机薄膜层，至少一层有机薄膜层含有所述含三嗪和菲结构的化合物。
优选方案，所述有机薄膜层包括电子传输层，所述电子传输层含有所述含三嗪和菲结构的化合物。
一种有机电致发光器件，依次包含第一电极、空穴传输区域、发光区域、电子传输区域和第二电极，所述电子传输区域含有所述含三嗪和菲结构的化合物。
优选方案，所述电子传输区域包含电子传输层和空穴阻挡层。
优选方案，所述电子传输区域包含电子传输层，所述电子传输层含有所述含三嗪和菲结构的化合物。
优选方案，所述电子传输层含有Liq和所述含三嗪和菲结构的化合物。
一种显示元件，所述显示元件含有所述的有机电致发光器件。
本发明有益的技术效果在于：
本发明化合物基于三嗪和菲结构，三嗪和菲基团通过特定的三苯基或嘧啶取代的联苯基桥连基团连接，形成的三角形架构桥连特征，该类化合物具有良好电子耐受性和稳定性，并且具有良好的电子注入和传输能力。因此，其作为OLED功能层的电子传输材料使用时，可有效降低器件驱动电压，提升OLED器件的光电性能和器件寿命。
由于本发明三嗪结构化合物能够使得材料的LUMO电子云分布进一步离域化，可以提高材料的电子耐受性，有效提高材料的电子稳定性。另外，由于本发明引入菲基团，该基团具有垂直结构，能够抑制分子间的π-π堆积，显著提升分子的电子迁移率，降低器件的驱动电压。并且，由于本发明的菲基团的存在，提搞了材料的玻璃化转移温度，有效提升了材料的薄膜稳定性。因此，能够有效降低器件驱动电压，提升器件工作寿命。
附图说明
图1为本发明所列举的材料应用于OLED器件的结构示意图。
图中，1为透明基板层，2为阳极层；3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为电子阻挡层，6为发光层，7为空穴阻挡层，8为电子传输层，9为电子注入层，10为阴极层，11为CPL层。
具体实施方式
下文中将结合附图和实施方案详来细描述本发明的技术方案。
在附图中，为了清楚起见，层和区域的尺寸可被夸大。还将理解，当层或元件称为在另一层或者基板“之上”时，该层或元件可直接位于该另一层或者基板之上，或者也可存在中间层。此外，还将理解，当层称为在两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一的层，或者也可存在一个或者多个中间层。全文中相同的附图标记表示相同的元件。
在本申请中，在描述电极和有机电致发光器件，以及其他结构体时，所采用的“上”、和“下”等表示方位的词，仅表示在某种特定状态的方位，并不意味相关的结构仅只能按所述方位存在；相反，如果结构体可以变换位置，例如倒置，则结构体的方位作相应改变。具体而言，在本发明中，电极的“下”侧是指电极在制备过程中靠近基板的一侧，而远离基板的相对一侧为“上”侧。
有机电致发光器件
在本申请的另一个实施方案中，提供一种有机电致发光器件，其包括第一电极(阳极)、第二电极(阴极)以及位于第一电极与第二电极之间的多层有机薄膜层，其中至少一层有机薄膜层含有所述含三嗪和菲结构的化合物。
在本申请的一个优选实施方案中，所述有机薄膜层包括电子传输层，其中电子传输层包含根据本发明的含三嗪和菲结构的化合物。
优选地，除本发明有机化合物之外，所述电子传输层还包含其他电子传输材料，例如Liq(具体化学结构参见实施例)。
在本发明的一个优选实施方案中，根据本发明的有机电致发光器件包括基板、第一电极层(阳极层)、有机薄膜层、第二电极层(阴极层)，其中有机薄膜层包括，但不限于，发光层以及空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、电子传输层、电子阻挡层和/或电子注入层。
本发明优选的器件结构采用顶发光(top emitting)形式。优选地，本发明的有机电致发光器件的阳极采用具有高反射率的电极，优选采用ITO/Ag/ITO；阴极采用透明电极，优选采用Mg:Ag＝1:9的混合电极，从而形成微腔共振效应，器件发光从Mg:Ag电极侧发出。
在本发明的一个优选实施方案中，提供一种有机电致发光器件，其包括基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，其中阳极在基板之上，空穴注入层在阳极之上，空穴传输层在空穴注入层之上、电子阻挡层在空穴传输层之上，发光层在空穴传输层之上，电子传输层在发光层之上，电子注入层在电子传输层之上，阴极层在电子注入层之上。
作为本发明的有机电致发光器件的基板，可使用任何常用于有机电致发光器件的基板。实例为透明基板，如玻璃或透明塑料基板；不透明基板，如硅基板；柔性PI膜基板。不同基板具有不同的机械强度、热稳定性、透明性、表面光滑度、防水性。根据基板的性质不同，其使用方向不同。在本发明中，优选使用透明基板。基板的厚度没有特别限制。
在基板上形成第一电极(阳极)，阳极材料优选为具有高功函数的材料，以便空穴容易注入到有机功能材料层。阳极材料的非限制性实例包括，但不限于，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、镁(Mg)、铝(Al)、银(Ag)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)和镁-银(Mg-Ag)。第一电极可以具有单层结构或者包括两个层或更多层的多层结构。例如，阳极可以具有ITO/Ag/ITO的三层结构，但是不限于此。另外，阳极的厚度取决于所使用的材料，通常为50-500nm，优选为70-300nm且更优选为100-200nm。
空穴注入层3、空穴传输层4和电子阻挡层5可设置在阳极2与发光层6之间。
空穴注入层结构为空穴注入层材料均匀地或非均匀地分散在空穴传输层中，空穴注入材料可以是例如 P掺杂物。P掺杂物可以选自至少一种选自下列的化合物：醌衍生物，例如四氰基醌二甲烷(TCNQ)或 2,3,5,6-四氟-四氰基-1,4-苯醌二甲烷(F4-TCNQ)；金属氧化物，例如氧化钨或氧化钼；或含氰基的化合物，例如下面示出的化合物P1、NDP和F4-TCNQ：
根据本发明，优选使用P1作为P掺杂物。本发明所使用的空穴传输层与P掺杂物的比例为99:1-70:30，优选为99:1-85:15且更优选为97:3-87:13，基于质量计。
本发明的空穴注入层的厚度可以是1-100nm，优选是2-50nm且更优选是5-20nm。
空穴传输层的材料优选为具有高的空穴迁移率的材料，这能使空穴从阳极或空穴注入层转移到发光层。空穴传输材料可以为酞菁衍生物、三唑衍生物、三芳基甲烷衍生物、三芳基胺衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、腙衍生物、芪衍生物、吡啶啉衍生物、聚硅烷衍生物、咪唑衍生物、苯二胺衍生物、氨基取代奎尔酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、苯乙烯基胺衍生物等苯乙烯化合物、芴衍生物、螺芴衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺类共聚物、卟啉化合物、咔唑衍生物、多芳基烷衍生物、聚亚苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚-N-乙烯基咔唑衍生物、噻吩低聚物等导电性高分子低聚体、芳香族叔胺化合物、苯乙烯胺化合物、三胺类、四胺类、联苯胺类、丙炔二胺衍生物、对苯二胺衍生物、间苯二胺衍生物、1,1’-双(4- 二芳基氨基苯基)环己烷、4,4’-二(二芳基胺类)联苯类、双[4-(二芳基氨基)苯基]甲烷类、4,4”-二(二芳基氨基)三联苯类、4,4’”-二(二芳基氨基)四联苯类、4,4’-二(二芳基氨基)二苯基醚类，4,4’-二(二芳基氨基)二苯基硫烷类，双[4-(二芳基氨基)苯基]二甲基甲烷类、双[4-(二芳基氨基)苯基]-二(三氟甲基)甲烷类或者2,2- 二苯基乙烯化合物等。
本发明的空穴传输层的厚度可以是5-200nm、优选是10-180nm且更优选是20-150nm。
电子阻挡层要求材料的三线态(T1)能级高于发光层中主体材料的T1能级，能够起到阻挡发光层材料能量损失的作用；电子阻挡层材料的HOMO能级介于空穴传输层材料的HOMO能级和发光层主体材料的 HOMO能级之间，利于空穴从正电极注入到发光层中，同时要求电子阻挡层材料具有高的空穴迁移率，利于空穴传输，降低装置应用功率；电子阻挡层材料的LUMO能级高于发光层主体材料的LUMO能级，起到电子阻挡的作用，也就是要求电子阻挡层材料具有宽的禁带宽度(Eg)。符合以上条件的电子阻挡层材料可以为三芳基胺衍生物、芴衍生物、螺芴衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物等。其中优选三芳基胺衍生物，如，N4，N4-双([1,1'-联苯]-4-基)-N4'-苯基N4'-[1,1'：4',1”-三联苯]-4-基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺；螺芴衍生物，如N-([1,1'-二苯基]-4-基)-N-(9,9-二甲基-9H-呋喃-2-基)-9,9'-螺二芴-2-胺；二苯并呋喃衍生物，如N,N-二([1,1'-联苯]-4-基)-3'-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)-[1,1'-联苯基]-4-胺，但不限于此。
根据本发明，电子阻挡层的厚度可为1-200nm、优选为5-150nm且更优选为10-100nm。
根据本发明，发光层位于第一电极和第二电极之间。发光层的材料是一种通过分别接收来自空穴传输区域的空穴和来自电子传输区域的电子，并将所接收的空穴和电子结合而能发出可见光的材料。发光层可包括主体材料和掺杂材料。作为本发明有机电致发光器件发光层的主体材料和客体材料，其中，主体材料可以是蒽类衍生物、喹喔啉衍生物、三嗪衍生物、氧杂蒽酮衍生物、二苯基酮衍生物、咔唑衍生物、吡啶衍生物或嘧啶衍生物中的一种或者二种组合而成。客体材料可以是芘类衍生物、硼类衍生物、屈类衍生物、螺芴类衍生物、铱配合物或铂配合物。
空穴阻挡层可设置在发光层之上。空穴阻挡层材料的三线态(T1)能级高于发光层主体材料的T1能级，能够起到阻挡发光层材料能量损失的作用；材料的HOMO能级低于发光层主体材料的HOMO能级，起到空穴阻挡的作用，同时要求空穴阻挡层材料具有高的电子迁移率，利于电子传输，降低装置应用功率；符合以上条件的空穴阻挡层材料可以为三嗪衍生物、氮杂苯衍生物等。其中优选三嗪衍生物；但不限于此。
本发明的空穴阻挡层的厚度可为2-200nm、优选为5-150nm且更优选为10-100nm，但厚度不限于这一范围。
电子传输层可设置在空穴阻挡层之上。电子传输层材料是一种容易接收阴极的电子并将接收的电子转移至发光层的材料。电子传输层包括一种或多种本发明的含有三嗪和菲结构的化合物。优选地，电子传输层由本发明的有机化合物和其他电子传输层材料组成。更优选地，所述其他电子传输层材料为本领域常用给的材料。最优选地，电子传输层由本发明含嗪和菲结构的化合物和Liq组成。
本发明的电子传输层的厚度可以为10-80nm，优选为20-60nm，更优选为25-45nm。
在根据本发明的有机电致发光器件的电子传输层中，本发明含嗪和菲结构的化合物和其他电子传输层材料的比例为1:9-9:1，优选为2:8-8:2，更优选为4:6-6:4，最优选为5:5。
作为本发明的电子传输化合物，优选使用含嗪和菲结构的化合物中的一种或多种。
电子注入层材料优选具有低功函数的材料金属Yb，使得电子容易地注入有机功能材料层中。本发明的电子注入层的厚度可以是0.1-5nm、优选为0.5-3nm，更优选为0.8-1.5nm。
第二电极可以是阴极，用于形成阴极的材料可以是具有低逸出功的材料，诸如金属、合金、导电化合物或它们的混合物。阴极材料的非限制性实例可以包括锂(Li)、镱(Yb)、镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ca)，以及铝-锂(Al-Li)、镁-铟(Mg-In)和镁-银(Mg-Ag)。阴极的厚度取决于所使用的材料，通常为5-100nm，优选为7-50nm且更优选为10-25nm。
任选地，为了提高有机电致发光器件的出光效率，还可在器件的第二电极(即阴极)之上增加一层光取出层(即CPL层)。根据光学吸收、折射原理，CPL层材料的折射率应越高越好，且吸光系数应越小越好。可使用本领域公知的任何材料作为CPL层材料，例如Alq3。CPL层的厚度通常为5-300nm，优选为20-100nm且更优选为40-80nm。
任选地，有机电致发光器件还可包括封装结构。所述封装结构可为防止外界物质例如湿气和氧气进入有机电致发光器件的有机层的保护结构。所述封装结构可为例如罐，如玻璃罐或金属罐；或覆盖有机层整个表面的薄膜。
有机电致发光器件制备方法
本发明还涉及一种制备上述有机电致发光器件的方法，其包括在基板上相继层压第一电极、多层有机薄膜层和第二电极。其中，多层有机薄膜层通过在第一电极上由下至上相继层压空穴传输区域、发光层和电子传输区域形成，所述空穴传输区域即在第一电极上由下至上相继层压空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层形成，所述电子传输区域即在发光层上由下至上相继层压空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层形成。另外，任选地，还可在第二电极上层压CPL层，以提高有机电致发光器件的出光效率。
关于层压，可使用真空沉积、真空蒸镀、旋涂、浇铸、LB法、喷墨印刷、激光印刷或LITI等方法，但不限于此。其中，真空蒸镀意指在真空环境中，将材料加热并镀到基材上。
在本发明中，优选使用真空蒸镀法来形成所述各个层，其中可以在约100-500℃的温度下，以约10-8-10-2托的真空度和约的速率进行真空蒸镀。所述真空度优选为10-6-10-2Torr，更优选10-5-10-3Torr。所述速率为约更优选为约
另外，需要说明的是，本发明所述的用于形成各个层的材料均可以单独成膜而作为单层使用，也可以与其他材料混合后成膜而作为单层使用，还可以为单独成膜的层之间的层叠结构、混合后成膜的层之间的层叠结构或者单独成膜的层与混合后成膜的层的层叠结构。
显示元件
本发明还涉及一种包括上述有机电致发光器件的显示装置，特别是平板显示装置。在一个优选的实施方案中，所述显示装置可包括一个或多个上述有机电致发光器件，并且在包括多个器件的情况下，所述器件横向或纵向叠加组合。所述显示装置还可包括至少一个薄膜晶体管。薄膜晶体管可以包括栅电极、源电极和漏电极、栅极绝缘层以及活性层，其中源电极和漏电极中的一个可以电连接到有机电致发光器件的第一电极。活性层可以包括晶体硅、非晶硅、有机半导体或氧化物半导体，但是其不限于此。
实施例
I.化合物制备实施例
本发明合成实施例中涉及到的原料均可从市场购得或者通过本领域常规的制备方法制得；
原料A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、E1、E2、E3和E4均可从市场购得或者通过本领域常规的制备方法制得；
中间体C1的制备：
在氮气保护下，在500ml圆底烧瓶中，依次加入原料A1(30mmol)、原料B1(33mmol)、KOAC(90mmol)、二氧六环(200mL)，通氮气30min置换空气，加入Pd(PPh3)4(0.6mmol)，在氮气保护下加热回流12h。取反应液TCL检测发现原料A1反应完全，反应完成后，将反应体系自然冷却至室温，倒入分液漏斗后震荡后静置分层，分液后水相用二氯甲烷(50ml*3)萃取，有机相合并后加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经旋蒸除去二氯甲烷得到中间体C1。LC-MS：测定值：436.32([M+H]+)；精确质量：435.21。
中间体C用类似中间体C1的合成方法制备，所用原料A和原料B如表1所示
表1
中间体D1、中间体E1、中间体F1的制备：
在氮气保护下，在500ml圆底烧瓶中，依次加入原料C1(30mmol)、原料D1(30mmol)、K2CO3(90mmol)、四氢呋喃(180mL)，水(60mL)，通氮气30min置换空气，加入Pd(PPh3)4(0.6mmol)，在氮气保护下加热回流 12h。取反应液TCL检测发现原料C1反应完全，反应完成后，将反应体系自然冷却至室温，旋蒸除去溶剂，剩余物加入二氯甲烷150ml溶解，加水100ml洗涤，倒入分液漏斗后震荡后静置分层，分液后水相用二氯甲烷(50ml*3)萃取，有机相合并后加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经旋蒸除去二氯甲烷得到粗品，粗品经硅胶色谱柱纯化得到中间体D1。LC-MS：测定值：266.91([M+H]+)；精确质量：265.95。
在氮气保护下，在500ml圆底烧瓶中，依次加入原料E1(30mmol)、乙醚(150mL)，冷却至-78℃，通氮气30min置换空气，缓慢加入1.6mol/L的正丁基锂的己烷溶液(40mmol)，且保持在-78℃反应3h后加入硼酸三甲酯(40mmol)，保持在-78℃反应1h后，将混合物至室温下反应16h。取反应液TCL检测发现原料E1反应完全，反应完成后，在反应体系中加入盐酸的稀溶液(50ml)，旋蒸除去有机溶剂，过滤残余物，得到白色固体的中间体E1。LC-MS：测定值：278.21([M+H]+)；精确质量：277.10。
在氮气保护下，在500ml圆底烧瓶中，依次加入中间体D1(15mmol)、中间体E1(15mmol)、 K2CO3(45mmol)、四氢呋喃(180mL)，水(60mL)，通氮气30min置换空气，加入Pd(PPh3)4(0.3mmol)，在氮气保护下加热回流12h。取反应液TCL检测发现中间体D1反应完全，反应完成后，将反应体系自然冷却至室温，旋蒸除去溶剂，剩余物加入二氯甲烷150ml溶解，加水100ml洗涤，倒入分液漏斗后震荡后静置分层，分液后水相用二氯甲烷(50ml*3)萃取，有机相合并后加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经旋蒸除去二氯甲烷得到粗品，粗品经硅胶色谱柱纯化得到中间体F1。LC-MS：测定值：420.20([M+H]+)；精确质量： 419.12。
中间体D用类似中间体D1的合成方法制备，所用原料C和原料D如表2所示；
中间体E用类似中间体E1的合成方法制备，所用原料E如表2所示；
中间体F用类似中间体F1的合成方法制备，所用中间体D和中间体E如表2所示；
表2
实施例1：化合物2的合成
在氮气保护下，在250ml圆底烧瓶中，依次加入中间体F5(20mmol)、中间体C7(22mmol)、 K2CO3(60mmol)、四氢呋喃(100mL)，水(50mL)，通氮气30min置换空气，加入醋酸钯(0.20mmol)，2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯(0.40mmol)，在氮气保护下加热回流11h。取反应液TCL检测发现中间体F5 反应完全，反应完成后，将反应体系自然冷却至室温，旋蒸除去溶剂，剩余物加入二氯甲烷200ml溶解，加水150ml洗涤，倒入分液漏斗后震荡后静置分层，分液后水相用二氯甲烷(80ml*3)萃取，有机相合并后加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤液经旋蒸除去二氯甲烷得到粗品，粗品经硅胶色谱柱纯化得到化合物2。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.44；H,5.10；N,6.57。LC-MS：测定值：638.55([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例2：化合物17的合成
化合物17按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F6替换中间体F5。元素分析：C53H35N3理论值：C,89.17；H,4.94；N,5.89；测试值：C,89.15；H,4.96；N,5.81。LC-MS：测定值： 714.19([M+H]+)，精确质量：713.28。
实施例3：化合物62的合成
化合物62按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F8替换中间体F5。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,89.33；H,4.62；N,6.18。LC-MS：测定值： 688.54([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例4：化合物77的合成
化合物77按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F7替换中间体F5。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,89.08；H,5.01；N,6.04。LC-MS：测定值： 688.55([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例5：化合物92的合成
化合物92按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体 C1替换中间体C7。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.72；H,4.63；N,6.55。 LC-MS：测定值：638.17([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例6：化合物95的合成
化合物95按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体 C3替换中间体C7。元素分析：C53H35N3；理论值：C,89.17；H,4.94；N,5.89；测试值：C,89.23；H,4.80；N,5.76。 LC-MS：测定值：714.39([M+H]+)，精确质量：713.28。
实施例7：化合物98的合成
化合物98按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体 C2替换中间体C7。元素分析：C53H35N3；理论值：C,89.17；H,4.94；N,5.89；测试值：C,89.03；H,5.05；N,6.14。 LC-MS：测定值：714.23([M+H]+)，精确质量：713.28。
实施例8：化合物101的合成
化合物101按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体C4替换中间体C7。元素分析：C53H35N3；理论值：C,89.17；H,4.94；N,5.89；测试值：C,89.12；H,4.84；N, 5.94。LC-MS：测定值：714.52([M+H]+)，精确质量：713.28。
实施例9：化合物104的合成
化合物104按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体C6替换中间体C7。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,89.17；H,4.97；N, 5.99.LC-MS：测定值：688.60([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例10：化合物107的合成
化合物107按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F9替换中间体F5，中间体C5替换中间体C7。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,88.95；H,4.96；N, 6.09。LC-MS：测定值：688.41([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例11：化合物110的合成
化合物110按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F10替换中间体F5，中间体C1替换中间体C7。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.41；H,5.01；N, 6.34。LC-MS：测定值：638.54([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例12：化合物128的合成
化合物128按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F11替换中间体F5，中间体C1替换中间体C7。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.42；H,4.86；N, 6.40。LC-MS：测定值：638.49([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例13：化合物146的合成
化合物146按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F12替换中间体F5，中间体C1替换中间体C7。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.46；H,5.13；N, 6.88。LC-MS：测定值：638.29([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例14：化合物164的合成
化合物164按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F13替换中间体F5，中间体C1替换中间体C7。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.63；H,4.89；N, 6.81。LC-MS：测定值：638.58([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例15：化合物182的合成
化合物182按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F1替换中间体F5。元素分析：C47H31N3；理论值：C,88.51；H,4.90；N,6.59；测试值：C,88.53；H,5.07；N,6.56。LC-MS：测定值： 638.34([M+H]+)，精确质量：637.25。
实施例16：化合物197的合成
化合物197按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F2替换中间体F5。元素分析：C53H35N3；理论值：C,89.17；H,4.94；N,5.89；测试值：C,89.16；H,4.91；N,6.00。LC-MS：测定值： 714.25([M+H]+)，精确质量：713.28。
实施例17：化合物242的合成
化合物242按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F4替换中间体F5。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,89.16；H,4.97；N,5.87。LC-MS：测定值： 688.41([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例18：化合物257的合成
化合物257按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F3替换中间体F5。元素分析：C51H33N3；理论值：C,89.05；H,4.84；N,6.11；测试值：C,88.99；H,4.95；N,6.06。LC-MS：测定值： 688.18([M+H]+)，精确质量：687.27。
实施例19：化合物271的合成
化合物271按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F14替换中间体F5。元素分析：C45H29N5；理论值：C,84.48；H,4.57；N,10.95；测试值：C,84.45；H,4.52；N,11.02。LC-MS：测定值：640.35([M+H]+)，精确质量：639.24。
实施例20：化合物274的合成
化合物276按实施例1中化合物2的合成方法制备，不同点在于选用中间体F15替换中间体F5，中间体C1替换中间体C7。元素分析：C45H29N5；理论值：C,84.48；H,4.57；N,10.95；测试值：C,84.43H,4.58； N,10.97。LC-MS：测定值：640.40([M+H]+)，精确质量：639.24。
II.器件制备实施例
下文通过器件实施例1-20和器件比较例1-10详细说明根据本发明合成的化合物在器件中作为电子传输层的应用效果。器件实施例1-20以及器件比较例1-10与器件实施例1相比，所述器件的制作工艺完全相同，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，所不同的是器件中电子传输材料发生了改变。器件叠层结构如表3所示，各器件的性能测试结果见表4。
相关材料的分子结构式如下所示：
对比化合物ET-1、ET-2、ET-3、ET-4、ET-5、ET-6、ET-7、ET-8、ET-9和ET-10结构见上文。以上材料均市购获得。
器件实施例1
具体制备过程如下：
如图1所示，透明基板层1为透明玻璃，阳极层2为Ag(100nm)，对阳极层2进行洗涤，即依次进行碱洗涤、纯水洗涤、干燥，再进行紫外线-臭氧洗涤以清除阳极层表面的有机残留物。在进行了上述洗涤之后的阳极层2上，利用真空蒸镀装置，蒸镀膜厚为10nm的HT-1和P-1作为空穴注入层3，HT-1和P-1的质量比为97:3。接着蒸镀117nm厚度的HT-1作为空穴传输层4。随后蒸镀10nm厚度的EB-1作为电子阻挡层5。上述电子阻挡材料蒸镀结束后，制作OLED发光器件的发光层6，其结构包括OLED发光层6所使用BH-1作为主体材料，BD-1作为掺杂材料，掺杂材料掺杂比例为3％重量比，发光层膜厚为20nm。在上述发光层6之后，继续蒸镀HB-1，蒸镀膜厚为8nm，作为空穴阻挡层7。在上述空穴阻挡层7之上，继续蒸镀化合物2和Liq，化合物2和Liq质量比为1:1。该材料的真空蒸镀膜厚为30nm，此层为电子传输层8。在电子传输层8上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为1nm的LiF层，此层为电子注入层9。在电子注入层9上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为16nm的Mg：Ag电极层，Mg和Ag质量比为1:9，此层为阴极层10使用。在阴极层10上，真空蒸镀65nm的CP-1，作为CPL层11。
器件实施例2-20和器件比较例1-10以与器件实施例1类似的方法制备，且基板均使用透明玻璃，阳极均使用Ag(100nm)，不同之处在于使用下表3中的参数。
表3
III.器件测试实施例
对II中制备的器件进行测试，测试其驱动电压、电流效率、CIEy及LT95寿命。电压、电流效率、CIEy 使用IVL(电流-电压-亮度)测试系统(苏州弗士达科学仪器有限公司)测试，测试时的电流密度为10mA/cm2。 LT95指的是器件亮度衰减到初始亮度的95％所用的时间，测试时的电流密度为50mA/cm2；寿命测试系统为日本系统技研公司EAS-62C型OLED器件寿命测试仪；高温寿命测试温度是85℃，LT80指的是在特定亮度下，器件亮度衰减到80％所用时间。测试结果见下表4。
表4
由上表4的器件测试数据结果可以看出，与使用ET-1、ET-2、ET-3、ET-4、ET-5、ET-6、ET-7、ET-8、 ET-9和ET-10作为电子传输层材料的对比器件相比，使用本发明化合物作为电子传输层材料制备的器件驱动电压明显降低，而同时电流效率提高，并且延长了器件寿命，例如，其寿命基本上是对比器件1-7的1.15 倍以上。
比较例中使用的对比化合物ET-1、ET-2、ET-3、ET-4、ET-5、ET-6、ET-7、ET-8、ET-9和ET-10的结构式与本发明接近，仅有些微区别，比如仅通过中间桥连基团的改变，或者三嗪和菲基在桥连基团连接位点的改变，然而，出乎意料地，本发明化合物作为电子传输材料取得了比对比化合物更好的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(1-1)至通式(1-3)中任一种所示：
通式(1-1)-通式(1-3)中，R1表示为苯基、萘基或联苯基；
Z1、Z2、Z3分别独立的表示为C-H或者N原子。
2.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(2-1)～通式(2-12)中任一种所示：
通式(2-1)～通式(2-12)中，R1的含义同权利要求1中的限定；菲和其他基团的连接位点为L1、L2、L3、L4或L5。
3.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述化合物的结构如通式(3-1)～通式(3-12)中任一种所示：
通式(3-1)～通式(3-12)中，R1的含义同权利要求1中的限定。
4.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述R1表示为苯基。
5.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述R1表示为联苯基。
6.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述R1表示为萘基。
7.根据权利要求1所述的含三嗪和菲结构的化合物，其特征在于，所述化合物的具体结构为如下结构中的任一种：
8.一种有机电致发光器件，包含第一电极和第二电极，所述有机电致发光器件的第一电极和第二电极之间具有多层有机薄膜层，其特征在于，至少一层有机薄膜层含有权利要求1～7任一项所述含三嗪和菲结构的化合物。
9.根据权利要求8所述有机电致发光器件，其特征在于，所述有机薄膜层包括电子传输层，所述电子传输层含有权利要求1～7任一项所述含三嗪和菲结构的化合物。
10.一种显示元件，其特征在于，所述显示元件含有权利要求8～9任一项所述的有机电致发光器件。
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