一种含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料及其应用的制作方法

本发明属于有机光电功能材料，具体涉及一种含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料及其应用。

背景技术：

1、在显示领域的有机电致发光(oled)技术中，一般都通过在一个像素点上采用蓝色荧光搭配红色、绿色磷光器件来实现多色显示效果，做到尽可能还原真实颜色。在oled中，磷光材料激子能够完全被利用，内量子效率可以达到100％；荧光材料由于自旋轨道耦合效应，最高只有25％的激子转化率，因此蓝光荧光材料是业界研究的重点。

2、蒽、芘等多环芳香烃通常是蓝光荧光材料的基本结构，一方面多环芳香烃具有良好的载流子迁移率，另一方面芳香烃优异的反应特性，也是丰富蓝光材料的种类，提高器件性能的基础。但是一味的增加多环芳香烃共轭的苯环数，分子间相互作用的可能性增加，由于浓度淬灭效应，发光效率反而不能提高；较低的客体掺杂浓度使得主客体能量转移效率低，无法实现高效发光。因此充分挖掘和保留多环芳香烃的特性，避免结构变化带来的负面效果，是研发蓝光高效发光材料的一个重要的研究方向。同时，当在多环芳香烃的刚性结构中苯环的邻位引入给电子性的氮杂原子和羰基等吸电子基团构成类似含b/n结构的多重共振-热活化延迟荧光(mr-tadf)材料，也可以解决现有技术中苯环易旋转，导致光谱变宽等技术问题，进一步提高激子利用率和器件效率。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料及其应用，本发明的技术方案如下：

2、一种含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料，结构通式如(i)或(ii)所示：

3、

4、(i)式中x、y相同或者不同，为不键连或直接键连、c(r3)2、o、c(＝o)、s、s(＝o)(＝o)、br4中的一种；(ii)式中虚线为不键连或直接键连；n、m为零到所处环允许的最大取代基数；

5、r1、r2相同或不同，每次出现时，独立的选自氘、羟基、巯基、氟、氯、溴、氰基、c1～c12烷基、c1～c12烷氧基、c1～c12烷硫基、c3～c10环烷基，未取代或取代的c6～c30芳基或其衍生物、c6～c30稠芳基或其衍生物、c3～c30杂芳基或其衍生物、c3～c30杂稠芳基或其衍生物、c6～c30芳胺基，且相邻的r1可以键连成环，相邻的r2可以键连成环，当存在取代时，r1的取代基为r1-1，r2的取代基为r2-1；r3每次出现时，独立的选自氢、c1～c12烷基、c1～c12烷氧基、c1～c12烷硫基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基或衍生物、c3～c30杂芳基或其衍生物，且相邻的r3可以键连成环；r4为氢、c1～c12烷基、c3～c10环烷基、未取代或r4-1取代的c6～c30芳基或其衍生物中的一种；

6、r1-1、r2-1相同或不同，独立的选自羟基、巯基、c1～c12烷基、c1～c12烷氧基、c1～c12烷硫基、c3～c10环烷基，未取代或取代的c6～c30芳基或其衍生物、c6～c30稠芳基或其衍生物、c3～c30杂芳基或其衍生物、c3～c30杂稠芳基或其衍生物，且相邻r1-1可以键连成环，相邻r2-1可以键连成环，当存在取代基时，r1-1的取代基为r1-2，r2-1的取代基为r2-2；r4-1为c1～c12烷基、c6～c30芳基或其衍生物、c3～c30杂芳基或其衍生物中的一种；

7、r1-2、r2-2相同或不同，独立的选自羟基、巯基、c1～c12烷基、c1～c12烷氧基、c1～c12烷硫基、c3～c10环烷基、c6～c30芳基或其衍生物、c6～c30稠芳基或其衍生物、c3～c30杂芳基或其衍生物、c3～c30杂稠芳基或其衍生物，且相邻r1-2可以键连成环，相邻r2-2可以键连成环；

8、其中，杂芳基或杂稠芳基中的杂原子为n、o、s中的至少一个。

9、作为本发明的优选，所述n为1，m为0或2，x、y相同，为不键连或直接键连、c(r3)2、o；

10、r1、r2相同或不同，每次出现时，独立的选自羟基、巯基、c1～c4烷基，未取代或取代的c6～c18芳基或其衍生物、c6～c18稠芳基或其衍生物、c6～c18杂芳基或其衍生物、c6～c18杂稠芳基或其衍生物，且相邻的r2键连成环；r3为c1～c4烷基、c6～c18芳基；

11、r1-1、r2-1相同或不同，独立的选自羟基、巯基、c1～c4烷基、未取代或取代的c6～c18芳基或其衍生物、c6～c18稠芳基或其衍生物、c6～c18杂芳基或其衍生物。

12、作为本发明的优选，上述含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料，结构式如下之一所示：

13、

14、

15、

16、

17、

18、

19、作为本发明的优选，所述n为0或1，m为0或1，x、y相同，为不键连或直接键连、c(r3)2、o；

20、r1、r2相同或不同，每次出现时，独立的选自c1～c4烷基，未取代或取代的c6～c18芳基或其衍生物、c6～c18稠芳基或其衍生物、c6～c18杂芳基或其衍生物、c6～c18杂稠芳基或其衍生物、c12～c24芳胺基。

21、作为本发明的优选，上述含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料，结构式如下之一所示：

22、

23、

24、

25、

26、作为本发明的优选，所述n、m均为0，x、y相同，为c(＝o)、s(＝o)(＝o)、br4，r4为未取代或r4-1取代的c6～c18芳基，r4-1为c1～c4烷基。

27、作为本发明的优选，上述含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料，结构式如下之一所示：

28、

29、本发明还提供一种有机电致发光器件，该器件中采用了上述的含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料。

30、作为本发明的优选，上述有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和插入在第一电极和第二电极之间的一层或多层有机层，其中有机层中包括至少一种含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料。

31、作为本发明的优选，上述含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料的所述有机层作为有机电致发光器件的发光层存在。

32、本发明的有益效果如下：

33、本发明提供的含有氮杂多环芳香烃结构的有机光电功能材料，可以作为荧光蓝光主体、客体以及热活化延迟荧光客体材料在有机电致发光器件中得到应用；这类有机光电功能材料在多环芳香烃结构中引入n杂原子，打断了多环芳香烃的共平面，可以构成新的蓝光荧光基团，不但保留了多环芳香烃优良的反应特性、高的成膜性以及良好的载流子迁移率，而且也丰富了蓝光荧光材料的种类，同时避免了多环芳香烃共轭平面一味地扩大；氮杂多环芳香烃结构引入含b结构、羰基、硫砜等受电子基团可以得到激子利用率100％的热活化延迟荧光材料(tadf)，类似b/n多重共振化合物的刚性结构，解决了现有技术中苯环易旋转，产生共振弛豫，导致光谱变宽等技术问题，进一步提高蓝光器件的效率；同时，n杂原子与邻位的羰基等吸电子基团也可以构成mr-tadf材料，应用其的荧光和tadf发光器件在效率、驱动电压、寿命等方面显现出极佳的性能。