一種6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物及其應用制造技術

本發明專利技術涉及一類如式（1）所示的化合物，其中：n為1或者2；R1--R5彼此相同或者不同，并且各自獨立地選自H原子或C1-C20的脂肪族直鏈或支鏈烴基或芳香族基團；Ar為芳香基團；A為N原子或者CH；L為單鍵或者選自C4-C10的芳環或芳雜環。本發明專利技術還保護此類化合物在有機電致發光器件中的應用，尤其是作為OLED的電子傳輸材料和/或發光主體材料。

【技術實現步驟摘要】
一種6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物及其應用
本專利技術涉及一種有機化合物，尤其涉及一種用于有機電致發光器件的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物及其在有機電致發光器件中的應用。
技術介紹
電致發光（electroluminescence,EL）是指發光材料在電場作用下，受到電流和電場的激發而發光的現象，它是一個將電能直接轉化為光能的一種發光過程。能夠產生電致發光的固體材料很多，研究較多的而且能達到使用水平的，主要是無機半導體材料。但是無機EL器件的制作成本高、加工困難、效率低下、發光顏色不易條件、比較難實現全色顯示，而且很難實現大面積的平板顯示，進一步限制了無機EL器件的發展。1963年，Pope和他的同事最早發現了有機電致發光現象，他們發現蒽的單層晶體在100V以上電壓的驅動下，可以發出微弱的藍光。1987年，伊斯曼柯達的鄧青云博士等人采用超薄膜技術制備了亮度高、工作電壓低、效率高的雙層有機電致發光器件，從此揭開了OLED（英文全稱為OrganicLightEmittingDevice，意思為有機電致發光器件，簡稱為OLED）的研究序幕。與無機發光材料相比，有機電致發光材料具有很多優點，比如：加工性能好，可以通過蒸鍍或者旋涂的方法在任何基板上成膜，可以實現柔性顯示和大面積顯示；可以通過改變分子的結構，調節材料的光學性能、電學性能和穩定性等，材料的選擇具有很大的空間。典型的OLED器件結構，一般包括基板、第一電極、第二電極、以及設置在兩個電極間的有機發光功能層。其中用于有機發光功能層的材料可以根據其功能分為：空穴注入材料、空穴傳輸材料、空穴阻擋材料、電子注入材料、電子傳輸材料、電子阻擋材料、發光主體材料、發光客體材料等。傳統的電子傳輸材料是8-三羥基喹啉鋁（AlQ3）,但是AlQ3具有很多缺點：（1）電子遷移率比較低（大約為10-6cm/Vs），這導致了較高的電壓，并因此導致較低的功率效率;（2）穩定性差，在升華溫度下部分分解；（3）具有較高的吸濕性，影響了器件的壽命；（4）具有顏色，由于再吸收和再發光現象導致了色彩的偏移，影響了器件的色純度。因此，為了提高OLED的電子傳輸性能，研究人員做了大量的探索性研究工作。2007年，Yang等在《AdvancedFunctionalMaterials》（譯為：先進功能材料）的17期1966頁報道了使用納米級碳酸銫作為電子傳輸材料可以提高器件發光效率的方法；2008年，Cao等在J.Am.Chem.Soc.（譯為：美國化學學會雜志）130期3282頁報道了利用合成出的FFF-Blm4作為電子傳輸和注入層材料，可以大大地改善了器件的電子注入和傳輸，提高了電發光效率。柯達公司的美國專利（公開號US2006/0204784和US2007/0048545）公開了一種混合電子傳輸層，具體是采用一種低LUMO能級的材料與另一種低起亮電壓的電子傳輸材料和其他材料如金屬材料等摻雜而成?；谶@種混合電子傳輸層的器件，效率和壽命等都得以提高，但是增加了器件制造工藝的復雜性，不利于降低OLED成本。綜上，開發穩定高效的電子傳輸材料，從而降低起亮電壓，提高器件效率，延長器件壽命，具有很重要的實際應用價值。理想的電子傳輸材料，應該具有以下幾方面的性質，（1）從電學性能方面：具有可逆的電化學還原電位、HOMO和LUMO能級匹配、電子遷移率高、最好能夠具有空穴阻擋性能。（2）從化合物結構方面，要求分子構型接近平面，增加分子堆疊時分子之間的π-π相互作用，同時要求分子不能完全呈平面結構，防止因為分子結晶影響成膜性能；要求分子含有缺電子結構單元，具有良好的接受電子能力；分子量足夠大，保證具有較高的玻璃化轉變溫度，從而具有良好的熱穩定性，同時分子量不能太大，以利于真空蒸鍍成膜。發光層主體材料一般需要具有與客體材料，如熒光染料、磷光染料，匹配的分子軌道，能夠進能量傳遞；可逆的電化學氧化還原電位；良好且相匹配的空穴和電子傳輸能力；良好的熱穩定性和成膜性質等性質。目前常用的主體材料CBP表現不俗。但是CBP仍然具有很明顯的缺陷：玻璃化溫度Tg很低，只有62℃，同時CBP作為空穴型的傳輸材料，其相應的電子傳輸能力不夠均衡，從而影響了器件的效率和壽命。因此，開發新型的主體材料具有很重要的實際應用價值。
技術實現思路
為此，本專利技術的目的在于提供一種6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物，并將該衍生物應用于有機發光功能層作為電子傳輸材料和/或主體材料，進而得到一種驅動電壓低、發光效率高的有機電致發光器件。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：提供一種6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物，具有如式（1）所示的結構式：其中：n為1或者2；Ar為芳環、芳雜環、稠合雜環芳烴、芳氨基或芳氧基；R1--R5是Ar上的不同位置的五個取代基，彼此相同或者不同，并且各自獨立地選自H原子或C1-C20的脂肪族直鏈或支鏈烴基或芳香族基團；A為N原子或者CH；L為單鍵或者選自C4-C10的芳環或芳雜環。含有所述A的一個六元環中，有兩個或三個所述A是N原子，而且相鄰的兩個A不可同時都為N原子。所述芳雜環或所述稠合雜環芳烴中的雜原子為N。所述化合物具有式（2）或（3）或（4）所示的結構：所述化合物優選自以下結構式：本專利技術提供一種制備所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物的中間體，具有結構式（Sn）所示的結構：其中，Ar2為芳基或雜芳基；L為單鍵或者選自C4-C10的芳環或芳雜環；R6為硼酸基團或者硼酸頻那醇酯基團。Ar2為1,3,5-三甲基苯基、苯基、甲苯基、乙苯基、二甲苯基、聯苯基、呋喃基、喹啉基、異喹啉基、1-萘基、2-萘基、蒽基、苯并蒽基、2-噻吩基、2-噻唑基、2-惡唑基、2-吡啶基或4-吡啶基。Ar2優選為1,3,5-三甲基苯基。所述中間體選自以下結構式：本專利技術提供一種制備所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物的方法，所述化合物是由所述的中間體在催化劑存在下，與鹵代嘧啶衍生物、鹵代吡嗪衍生物或者鹵代三嗪的衍生物發生Suzuki偶聯反應制得。所述方法是在氮氣保護下將所述中間體與鹵代嘧啶衍生物、鹵代吡嗪衍生物或者鹵代三嗪的衍生物以及催化劑加入到溶劑中，所得混合物在70-140℃下反應后冷卻至室溫，分出有機相，干燥即得粗產品。所述催化劑為四三苯基磷鈀和碳酸鉀。本專利技術提供一種所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物在有機電致發光器件中作為電子傳輸材料和/或發光主體材料的應用。本專利技術還提供一種有機電致發光器件，包括基板，以及依次成型于所述基板上的陽極層、有機發光功能層和陰極層；所述有機發光功能層所用材料包括空穴傳輸材料、有機發光材料以及電子傳輸材料，所述電子傳輸材料為一種或多種所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物。本專利技術還提供一種有機電致發光器件，包括基板，以及依次成型于所述基板上的陽極層、有機發光功能層和陰極層；所述有機發光功能層所用材料包括空穴傳輸材料、有機發光材料以及電子傳輸材料，所述有機發光材料包括主體材料和客體材料，所述主體材料為一種或多種所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種6?三甲苯基?6H?6?硼雜苯并[cd]芘衍生物，其特征在于，具有如式（1）所示的結構式：其中：n為1或者2；Ar為芳環、芳雜環、稠合雜環芳烴、芳氨基或芳氧基；R1??R5是Ar上的不同位置的五個取代基，彼此相同或者不同，并且各自獨立地選自H原子或C1?C20的脂肪族直鏈或支鏈烴基或芳香族基團；A為N原子或者CH；L為單鍵或者選自C4?C10的芳環或芳雜環。FDA00002694089900011.jpg

【技術特征摘要】
2012.08.30 CN 201210315553.71.一種6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物，其特征在于，具有如式(1)所示的結構式：其中：n為1或者2；Ar為芳環、芳雜環、芳氨基或芳氧基；R1--R5是Ar上的不同位置的五個取代基，彼此相同或者不同，并且各自獨立地選自H原子或C1-C20的脂肪族直鏈或支鏈烴基或C1-C20芳香族基團；A為N原子或者CH；L為單鍵或者選自C4-C10的芳環或芳雜環；含有所述A的一個六元環中，有兩個或者三個所述A是N原子，而且相鄰的兩個所述A不可同時都為N原子；所述芳雜環中的雜原子為N。2.根據權利要求1所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物，其特征在于，所述化合物具有式(2)、式(3)或式(4)所示的結構：3.根據權利要求1或2所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物，其特征在于，所述化合物選自以下結構式：4.一種制備有如權利要求1-3任一所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物的中間體，其特征在于，具有結構式(Sn)所示的結構：其中，L為單鍵或者選自C4-C10的芳環或芳雜環；R6為硼酸基團或者硼酸頻那醇酯基團；Ar2為1,3,5-三甲基苯基、苯基、甲苯基、乙苯基、二甲苯基、聯苯基、呋喃基、喹啉基、異喹啉基、1-萘基、2-萘基、蒽基、苯并蒽基、2-噻吩基、2-噻唑基、2-惡唑基、2-吡啶基或4-吡啶基。5.根據權利要求4所述的中間體，其特征在于，Ar2為1,3,5-三甲基苯基。6.根據權利要求4或5所述的中間體，其特征在于，所述中間體選自以下結構式：7.一種制備如權利要求1-3任一所述的6-三甲苯基-6H-6-硼雜苯并[cd]芘衍生物的方法，其特征在于，所述化合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱勇，王星，李銀奎，段煉，任雪艷，
申請(專利權)人：昆山維信諾顯示技術有限公司， 清華大學， 北京維信諾科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32