[發明專利]一種二咪唑并吡嗪衍生物及其應用

有效

• 申請號: 201610028243.5
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105646500B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 劉英瑞;石宇;劉邦杰;巨成良;高自良;胡葆華
• 申請（專利權）人: 中節能萬潤股份有限公司
• 主分類號: C07D487/14
• 分類號: C07D487/14;H01L51/54
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,王丹

技術領域

本發明涉及一種二咪唑并吡嗪衍生物及其應用，具體涉及一種二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物，以及這一類化合物在電子傳輸材料、有機電致發光器件中的應用。

背景技術

有機電致發光器件(OLED)的起源可以追溯到二十世紀六十年代，Pope等人以蒽單晶外加直流電壓而使其發光，但因驅動電壓高(100V)且發光亮度和效率都比較低，沒有引起太多的重視。隨著技術不斷改進.在1987年Kodak公司的C.W.Tang等人以8-羥基喹啉鋁(AIq₃)為發光材料，采用真空蒸鍍的方法制成了雙層夾心結構OLED器件，啟亮電壓僅有幾伏特，亮度最高可達1000cd/m²，標志OLED朝向實用化邁出了重要的一步，成為有機電致發光領域的一個重要里程碑。

電子傳輸層是有機電致發光器件中必不可少的組成部分，通常來說，電子傳輸材料都具有大的共軛結構的平面芳香族化合物，它們大多具有較好的電子接受能力，同時在一定的正向偏壓下又可以有效的傳遞電子(有機電致發光材料與器件導論，黃春輝、李富有、黃維，143)。目前可用的電子傳輸材料主要有8-羥基喹啉鋁類化合物，惡二唑類化合物，咪唑類化合物，惡唑類化合物，三唑類化合物，含氮六元雜環類，全氟化類電子傳輸材料，有機硅類電子傳輸材料等。

要設計一個能使有機電致發光器件效率顯著提升的電子傳輸材料，需具備以下性質：具有可逆的電化學還原和較高的還原電位；需要有合適的HOMO和LUMO使電子有最小的注入能隙，以降低起始和操作電壓；需要有較高的電子移動率；具有好的玻璃轉化溫度和熱穩定性；具有非結晶性的薄膜。(有機電致發光與元件，陳金鑫、黃孝文著，52頁)。

BPen(4，7-二苯基-1，10-鄰菲羅啉)和BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基1，-10-鄰菲羅啉)LUMO能階在3.2ev左右，HOMO能階在6.5-6.7ev，常被用作OLED空穴阻擋層，由于其具有剛硬的平面結構而具有較高的電子遷移率，不足之處在于該類化合物Tg(玻璃化轉變溫度)較低，組件工作時容易發生衰變影響組件的溫度性。(OLED夢幻顯示器-材料與器件，陳金鑫、黃孝文著，53頁)。

發明內容

本發明人設計了類1，10-鄰菲羅啉衍生物一二咪唑并吡嗪衍生物，并通過在吡嗪上引入不同的取代基，制備得到一系列二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物并將其應用于OLED器件制備中，相較于1，10-鄰菲羅啉，取代吡嗪更易于電子傳遞，且具有更好的穩定性及成膜性，制備得到的器件驅動電壓更低，效率更高。

二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物分子內含有多個苯并咪唑基團，整個分子為一個大的共軛平面結構，該共軛平面很好的提高了電子流動性，而咪唑基團具有低的還原電位有利于接受電子，從而有利于電子傳輸，可以提高此類化合物的電荷遷移能力，使其具有良好的電子傳輸性能，吡嗪結構的引入進一步的增加了體系的缺電子能力，增加了化合物對電子的接受能力。此外，分子結構的對稱性可以增加分子堆疊的規整性，可以提高化合物載流子遷移率。同時，二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪5，6位取代基的引入，很好的調整了化合物的剛性，使產品更易成膜，提高了器件的穩定性。因此本化合物具有較高的電子傳輸性能，成膜性好，在室溫下具有較好的穩定性，所應用的器件也具有較高的穩定性。

本發明提供一種二咪唑并吡嗪衍生物，結構通式如下：

其中，Ar為芳香基團，R為氫、烷基或芳香基團中的一種。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述Ar為苯環、萘環、呋喃環、噻吩環、吡啶環、咔唑或含有取代基的上述芳香基團中的一種。

進一步，所述R為氫、甲基、氰基、苯基、2-吡啶基、3-吡啶基中的一種。

進一步，所述Ar的結構式為下式中的一種：

當Ar為上述取代基時，化合物較容易制備得到，成本較低，化合物分子具有較好的載流子遷移率，顯示出較好的電子傳輸性能，制備得到的化合物具有較高的玻璃化轉變溫度，增加了器件的穩定性。

本發明還提供一種二咪唑并吡嗪衍生物的應用，在制備有機電致發光器件中，至少有一個功能層，含有上述的二咪唑并吡嗪衍生物。