本发明属于有机电致发光领域，具体涉及一种有机电致发光材料及其应用。
背景技术：
自1987年以来，有机电致发光器件(organiclight-emittingdiodes，简称oleds)逐渐成为业界公认的下一代平板显示技术。oleds属于自发光器件，当电荷(电子和空穴)被注入到阳极和阴极之间的有机膜时，电子和空穴复合形成激子并将能量传递给发光分子，进而激发电子从基态跃迁到激发态，激发态能量经过辐射失活而发光。oleds具有自发光、驱动电压低、轻薄、发光视角宽、响应速度快、可弯曲折叠、能耗低、可进行大面积生产等优点，因而在信息显示和固态照明领域具有广阔的应用前景。
然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。外量子效率普遍低于5％，与磷光器件的效率还有很大差距。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间窜越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在oleds的应用。热激活延迟荧光(tadf)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(△est)，三线态激子可以通过反系间窜越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在oleds领域的应用前景广阔。
虽然理论上tadf材料可以实现100％的激子利用率，但实际上存在如下问题:(1)设计分子的t1和s1态具有强的ct特征,非常小的s1-t1态能隙，虽然可以通过tadf过程实现高t1→s1态激子转化率，但同时导致低的s1态辐射跃迁速率，因此，难于兼具(或同时实现)高激子利用率和高荧光辐射效率；(2)即使已经采用掺杂器件减轻t激子浓度猝灭效应，大多数tadf材料的器件在高电流密度下效率滚降严重。
就当前oled显示照明产业的实际需求而言，目前oled材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发具有优异光电特性、稳定性好有机电致发光材料显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种有机电致发光材料及其应用。本发明以吡啶甲酮或氰基取代吡啶或嘧啶类化合物为吸电子单元，以咔唑、9.9-二甲基吖啶或吩噁嗪为给电子单元，构筑得到的一系列新型有机电致发光材料应用于有机发光二极管上，具有良好的光电性能，稳定性好，能够满足面板制造企业的要求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种有机电致发光材料，其特征在于，包括具有符合式(1)、式(2)或式(3)所示的分子结构：
其中，ar选自下述结构中的任意一种：
进一步，式(1)、式(2)与式(3)中所述ar相同或不相同。
本发明上述一种有机电致发光材料作为有机电致发光二极管材料的应用。
本发明还提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括发光层，所述发光层含有上述一种有机电致发光材料。
本发明的有益效果是：
1.本发明化合物分子间不易结晶、不易聚集、具有良好的成膜性和热稳定性；具有合适的homo和lumo能级，电子云有效分离可实现较小的s1-t1态能隙，可有效提高高激子利用率和高荧光辐射效率，降低高电流密度下的效率滚降，降低器件电压，具有良好的光电特性。
2.本发明所述化合物可应用于oled发光器件制作，并且可以获得良好的器件表现，所述化合物作为oled发光器件的发光层材料使用时，制作的器件具有良好的光电性能。本发明所述化合物在oled发光器件中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
以下所列化合物a1至化合物a45，是符合本发明精神和原则的代表结构，应当理解，列出以下化合物结构，只是为了更好地解释本发明，并非是对本发明的限制：
附图说明
图1为本发明制备的有机电致发光器件的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、ito导电玻璃衬底，102、空穴注入层,103、空穴传输层，104、发光层，105、电子传输层,106、电子注入层，107、阴极层。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明材料用于制作有机电致发光器件，该器件包括依次叠加的ito导电玻璃衬底(阳极)、空穴注入层、空穴传输层(tapc-mcp)、发光层(本发明涉及的有机电致发光材料)、电子传输层(3tpymb)、电子注入层(lif)和阴极层(al)，如图1所示。所有功能层均采用真空蒸镀工艺制成。该类器件中所用到的一些有机化合物的分子结构式如下所示。
实施例1化合物a4的制备
在氮气保护下，将原料a4-a(2.13g，5.0mmol)、原料a4-b(2.31g，5.0mmol)、80ml甲苯和20ml水加入250ml三口瓶中,然后投入催化剂四(三苯基膦)钯(0.029g，0.025mmol)，缚酸剂碳酸钾(1.04g，7.5mmol)。体系升温至回流反应8小时，自然降温至20～25℃，分液，除去溶剂，将粗品用甲苯结晶，得到1.71g目标物a4，收率71.2％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c34h28n2o，理论值480.220，测试值480.221。元素分析(c34h28n2o)，理论值c：84.97，h：8.87，n：5.83，o：3.33，实测值c：84.97，h：8.86，n：5.84，o：3.33。
实施例2化合物a11的制备
在氮气保护下，将原料a11-a(1.57g，5mmol)、原料溴苯(1.56g，10mmol)和120ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化剂醋酸钯(0.011g，0.05mmol)、催化剂配体三叔丁基膦四氟硼酸盐(0.026g，0.1mmol)，缚酸剂叔丁醇钠(1.44g，15mmol)。体系升温至回流反应10小时，自然降温至20～25℃后加入50ml水淬灭反应，分液，除去溶剂，将粗品用甲苯结晶，得到1.63g目标物a11，收率83.6％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c27h22n2o，理论值390.173，测试值390.173。元素分析(c27h22n2o)，理论值c：83.05，h：5.68，n：7.17，o：4.10，实测值c：83.06，h：5.69，n：7.17，o：4.10。
实施例3化合物a18的制备
在氮气保护下，将原料m1(2.06g，5.0mmol)、原料a18-a(1.82g，10mmol)、80ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化剂四(三苯基膦)钯(0.058g，0.05mmol)，缚酸剂碳酸钾(1.38g，10mmol)。体系升温至回流反应6小时，自然降温至20～25℃，除去溶剂，粗品用甲苯结晶，得到1.68g目标物a18，收率86.8％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c27h21n3，理论值387.174，测试值387.173。元素分析(c27h21n3)，理论值c：83.69，h：5.46，n：10.84，实测值c：83.70，h：5.45，n：10.84。
实施例4化合物a23的制备
合成方法参照a4的制备方法，总收率72.2％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c33h26n2o，理论值466.205，测试值466.205。元素分析(c33h26n2o)，理论值c：84.95，h：5.62，n：6.00，0：3.43，实测值c：84.95，h：5.64，n：6.02，o:3.43。
实施例5化合物a29的制备
合成方法参照a18的制备方法，总收率78.6％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c32h24n4，理论值464.200，测试值464.201。元素分析(c32h24n4)，理论值c：82.73，h：5.21，n：12.06，实测值c：82.73，h：5.21，n：12.06。
实施例6化合物a36的制备
合成方法参照a18的制备方法，总收率77.6％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c23h14n4o，理论值362.117，测试值362.118。元素分析(c23h14n4o)，理论值c：76.23，h：3.89，n：15.46，o:4.42，实测值c：76.23，h：3.60，n：15.46，o:4.41。
实施例7化合物a40的制备
合成方法参照c03的制备方法，总收率78.3％。
高分辨质谱，esi源，正离子模式，分子式c31h20n2o，理论值436.158，测试值436.158。元素分析(c31h20n2o)，理论值c：85.30，h：4.62，n：6.42，o:3.67，实测值c：85.31，h：4.61，n：6.42，o:3.67。
有机电致发光器件制作实施例：
本发明选取化合物a4、化合物a18制作有机电致发光器件，并选择已商业化的发光材料ir(ppy)3作为对比例，下面结合图1叙述，有机电致发光器件从下至上依次为为ito导电玻璃衬底(101)、空穴注入层(102)、空穴传输层(103)发光层(104)、电子传输层(105)、电子注入层(106)和阴极层(107)。应当理解，器件实施过程与结果，只是为了更好地解释本发明，并非对本发明的限制。
实施例8化合物a4在有机电致发光器件中的应用
本实施例按照下述方法制备有机电致发光器件一：
a)清洗ito(氧化铟锡)玻璃：分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗ito玻璃各30分钟，然后在等离子体清洗器中处理5分钟；
b)在阳极ito玻璃上依次真空蒸镀空穴注入层(moo3)，膜厚为10nm；，蒸镀速率0.1nm/s；
c)在空穴注入层之上真空蒸镀空穴传输层，蒸镀tapc，膜厚为10nm，蒸镀mcp,膜厚10nm，蒸镀速率均为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为20nm；
d)在空穴传输层之上真空蒸镀发光层(本发明提供的化合物a4：mcpcn＝8：100(wt:wt)，蒸镀速率0.1nm/s，膜厚为20nm；
e)在发光层之上真空蒸镀作为电子传输层的3tpymb，厚度为50nm；
f)在电子传输层之上，真空蒸镀电子注入层lif，厚度为1nm；
g)在电子注入层之上，真空蒸镀阴极al，厚度为100nm。
器件的结构为ito/mo03(10nm)/tapc(10nm)，mcp(10nm)/mcpcn:8％wt化合物a4(20nm)/3tpymb(50nm)/lif(1nm)/al(100nm)，真空蒸镀过程中，压力<4.0×10-4pa，以化合物a4作为器件一的发光材料，所得器件的测试结果见表1所示。
实施例9：化合物a18在有机电致发光器件中的应用
根据与实施例8相同的方法制作有机电致发光器件二，区别在于使用a18作为发光层的发光材料代替作为发光层发光材料的实施例1中合成化合物a4。所得器件的测试结果见表1所示。
对比例1：根据与实施例8相同的方法制作有机电致发光器件三，区别在于使用已商业化的ir(ppy)3作为发光层的发光材料代替作为发光层发光材料的实施例1中合成的a4。所得器件的测试结果见表1所示。
表1器件光电数据表
从表1可知，以本发明所保护的材料制作的发光器件具有较好电流效率、功率效率以及较低的驱动电压。
选取化合物a11、化合物a23、化合物a29、化合物a36、化合物a40分别制作与实施例8相同结构的有机电致发光器件四至器件八，区别仅在于发光层的发光材料种类。器件性能测试结果如表2所示。
表2器件光电数据表
从表2可知，本发明使用tadf材料作为发光染料具有较高的电流效率、功率效率以及较低的驱动电压，器件性能稳定，具有良好的产业化前景。
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。