含氮雜環(huán)衍生物和使用該衍生物的有機(jī)發(fā)光二極管器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含氮芳香雜環(huán)衍生物和一種有機(jī)發(fā)光二極管（0LED)器件，更具 體而言，涉及一種因高三線態(tài)能量和電子傳輸性能而具有較高的發(fā)光效率的含氮芳香雜環(huán) 衍生物和一種使用該含氮芳香雜環(huán)衍生物的0LED器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，對有機(jī)電致發(fā)光器件進(jìn)行了廣泛研究和開發(fā)。在這種發(fā)光元件的基本 結(jié)構(gòu)中，含發(fā)光物質(zhì)的層插在一對電極之間，通過施加電壓到該元件上，可獲得來自發(fā)光物 質(zhì)的光發(fā)射。
[0003] 由于這種發(fā)光元件是自發(fā)光元件，因此它們相對于液晶顯示器在高像素可見性和 省去對背光需求的方面具有很大的優(yōu)勢，由此被視為適合于平板顯示元件。發(fā)光元件同樣 具有非常大的優(yōu)勢的，因?yàn)樗鼈兪潜∏逸p的，非?？焖俚膽?yīng)答是這種元件的特征之一。
[0004]此外，由于可以以薄膜形式形成這種發(fā)光元件，因此可以提供平面光發(fā)射。因此， 可容易地形成具有大面積的元件。這是采用以白熾燈和LED為代表的點(diǎn)光源或以熒光燈為 代表的線性光源難以獲得的特征。因此，發(fā)光元件作為可應(yīng)用于照明的平面光源等來說還 具有大的潛力。
[0005]通過有機(jī)化合物形成的激發(fā)態(tài)可以是單線態(tài)或三線態(tài)。來自單線態(tài)激發(fā)態(tài)（S，的發(fā)射是熒光，而來自三線態(tài)激發(fā)態(tài)0")的發(fā)射被稱為磷光。另外，認(rèn)為發(fā)光元件 內(nèi)其統(tǒng)計生成比為S+ :f= 1:3。在將單線態(tài)激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣獍l(fā)射的化合物中， 在室溫下沒有觀察到來自三線態(tài)激發(fā)態(tài)的發(fā)射，而僅僅觀察到來自單線態(tài)激發(fā)態(tài)的發(fā) 射。因此，認(rèn)為使用熒光化合物的發(fā)光元件的內(nèi)量子效率具有25%的理論極限，基于為 1:3的S+與?"之比。因此有機(jī)電致磷光材料是近來受人矚目的一類材料，具有高的發(fā) 光效率和發(fā)光亮度的有機(jī)電致發(fā)光材料，它通過引入重金屬原子的方法，利用了室溫下原 本禁阻的三重態(tài)躍迀，從而使內(nèi)部量子效率理論能夠達(dá)到100%，是單一熒光材料的4倍 (UCaoY. ,ParkerI.D.,HeegerJ. ,Nature, 1999, 397:414-417.ffohlgenannM. ,et al.Nature, 2001，409:494-497.)。有機(jī)電致磷光材料常用的重金屬原子多為過渡金屬，其 中以銥的應(yīng)用最廣、研究最為詳細(xì)，這是因?yàn)榻饘巽炁浜衔锞哂懈叩男省⑹覝叵螺^強(qiáng)的磷 光發(fā)射以及可以通過配體結(jié)構(gòu)的調(diào)整而調(diào)節(jié)發(fā)光波長使電致發(fā)光器件的顏色覆蓋整個可 見光區(qū)。因此設(shè)計研究合成新型高效的金屬銥配合物，對開發(fā)磷光材料具有重大意義。
[0006]但是，摻雜劑的效率因猝滅現(xiàn)象劇烈降低，因而對于不具有主體的摻雜劑的發(fā)光 層存在限制。因此，期望的是，通過摻雜劑和具有更高熱穩(wěn)定性和三線態(tài)能量的主體來形成 發(fā)光材料層。
[0007] 在包含磷光化合物的0LED器件中，來自陽極的空穴和來自陰極的電子在發(fā)光材 料層的主體處結(jié)合。發(fā)生主體的單線態(tài)激子向摻雜劑的單線態(tài)或三線態(tài)能級的能級躍迀， 并發(fā)生來自主體的三線態(tài)激子向摻雜劑的三線態(tài)能級的能級躍迀。躍迀至摻雜劑的單線態(tài) 能級的激子再次躍迀至摻雜劑的三線態(tài)能級。摻雜劑的三線態(tài)能級的激子躍迀至基態(tài)，使 發(fā)光層發(fā)光。
[0008] 目前作為電子傳輸和注入的材料比較少，磷光器件不僅滿足電子傳輸速度快，還 要使三線態(tài)的能級高，把磷光器件產(chǎn)生的激發(fā)子限制在發(fā)光層，因此開發(fā)高三線態(tài)和電子 傳輸速度快的材料是很重要的。菲啰啉衍生物具有低的HOMO、LUM0,可以有效傳輸電子和 阻擋空穴，電子迀移率可以到10 4,但是菲啰啉容易出現(xiàn)結(jié)晶，以及長時間使用，發(fā)生晶體的 轉(zhuǎn)化，嚴(yán)重影響到器件的壽命；因此對菲啰啉必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整，避免發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，得 到無定型的材料。
[0009] 菲啰啉具有大的平面結(jié)構(gòu)，有利于電子的迀移，4, 7-二苯基-1，10-菲啰啉 (Bphen)和4, 7-二苯基-2, 9-二甲基-1，10-菲啰啉（BCP)電子迀移率可以達(dá)到10 4,三 線態(tài)3.Oev左右，可以滿足目前磷光材料的要求。但是這兩個材料因?yàn)槿菀捉Y(jié)晶，壽命難以 達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求，因此使用受到了限制。因?yàn)榉茊叩碾娮愚|移率和三線態(tài)，目前已經(jīng) 被引入了不同結(jié)構(gòu)，得到不同性能的材料。得到的材料電子迀移率仍然能夠保持菲啰啉的 迀移率，因?yàn)槭峭ㄟ^苯基鍵連，三線態(tài)只有2. 5ev，只能作為紅光材料的電子傳輸材料使用 (出光專利TW201329195中的A、B化合物）。
[0010]
[0011] 上述化合物采用苯鍵連方式，雖然能夠改善材料的性能，但是降低了材料的三線 態(tài)（2. 5ev)，只能作為紅色磷光材料的電子傳輸材料，無法應(yīng)用到綠光、藍(lán)光磷光器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及一種含氮雜環(huán)衍生物和一種使用該含氮化合物的0LED器件，兩者基 本解決了因現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷所導(dǎo)致的一個或多個問題。
[0013] 本發(fā)明的一個目的是提供一種電子傳輸材料化合物，所述的電子傳輸材料具有高 的三線態(tài)能量和高的電子傳輸性能。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有提高的發(fā)光效率的0LED，其使用壽命長，啟 動電壓低。
[0015] 含氮雜環(huán)衍生物，具有式（I)所述的結(jié)構(gòu)，
[0016]
[0017] 其中R1-R10有一個通過鍵接方式與萘基鏈接，余下的分別獨(dú)立地表示氫原子、取 代或未取代的碳原子數(shù)為5-60的芳基或雜芳基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1-50的烷基、 取代或未取代的碳原子數(shù)為3-50的環(huán)烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為6-50的芳烷基，或 者相鄰的取代基中的彼此結(jié)合而形成芳香環(huán)，η的取值可以是1-3 ;
[0018]Rla-R8a有一個是通過鍵接方式與萘基鏈接，余下的分別獨(dú)立地表示氫原子、取代 或未取代的碳原子數(shù)為5-60的芳基、具有取代基的吡啶基、具有取代基的喹啉基、取代或 未取代的碳原子數(shù)為1-50的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為3-50的環(huán)烷基、取代或未取 代的碳原子數(shù)為6-50的芳烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1-50的烷氧基、取代或未取代 的碳原子數(shù)為5-50的芳硫基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1-50的烷氧基羰基。
[0019] 優(yōu)選：Rla-R8a有一個是通過鍵接方式與萘基鏈接，余下的分別獨(dú)立地表示為氫、 C1-C4烷基取代或未取代的苯基，C1-C4烷基取代或未取代的萘基，一至三個苯基取代的苯 基；
[0020] 其中R1-R10有一個通過鍵接方式與萘基鏈接，余下的分別獨(dú)立地分別獨(dú)立地表 示氫原子、C1-C4烷基取代或未取代的苯基，C1-C4烷基取代或未取代的萘基、C1-C4烷基取 代或未取代的蒽基，或是一至三個苯基取代的苯基，苯基取代的萘基或苯基取代的蒽基，萘 基取代的萘基，萘基取代的蒽基。
[0021] 優(yōu)選：其中RIO、R8a為鍵連接方式。
[0022] 優(yōu)選：R2a_R7a為氫，Rla為氫、苯基，萘基，聯(lián)苯基或二苯基取代苯基；其中R1-R8 為氫，R9為氫、苯基，萘基，蒽基，聯(lián)苯基，二苯基取代的苯基，萘基取代的苯基，苯基取代的 萘基，苯基取代的蒽基，萘基取代的萘基，萘基取代的蒽基。
[0023] 更優(yōu)選：其中Rla_R7a為氫，其中R1-R8為氫，R9為氫、苯基，萘基，蒽基。
[0024] 本申請將蒽以及蒽的衍生物通過萘基與菲啰啉偶聯(lián)，得到高性能的材料。萘基的 連接方式有如下幾種：


[0029] -種有機(jī)發(fā)光二極管器件，包括陰極和陽極，蒸鍍陰極后，在陰極上面蒸鍍上述有 機(jī)化合物。
[0030] 所述包含權(quán)利要求上述有機(jī)化合物作為電子傳輸材料，特別是作為磷光器件的電 子傳輸材料，所述器件為顯示器件和照明器件。
[0031] 本專利列舉的例子只是在專利要求的范圍列舉的，但是專利并不限于目前的例 子，只要滿足權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)都在本專利的保護(hù)范圍。
[0032] 本申請在保持菲啰啉高的電子迀移基礎(chǔ)上，引入了萘基，即保持了高的電子迀移， 也保證了高的三線態(tài)，避免了結(jié)晶，壽命得到極大提高。蒽是電子迀移很好的材料，本申請 將蒽以及蒽的衍生物通過萘基與菲啰啉偶聯(lián)，得到高性能的材料。得到的材料結(jié)構(gòu)簡單，容 易制備，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0033] 圖1化合物4的核磁。
[0034] 圖2化合物8的核磁。
[0035] 圖3化合物2的核磁
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1、化合物4的