一种含三嗪和菲啰啉结构的化合物、有机电致发光器件及叠层有机电致发光器件的制作方法

本发明涉及半导体材料，尤其是涉及一种含三嗪和菲啰啉结构的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。

背景技术：

1、有机电致发光器件(oled:organic light emission diodes)技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。oled器件具有类似三明治的结构，包括电极材料膜层以及夹在不同电极材料膜层之间的有机功能材料，各种不同有机功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成oled发光器件。oled发光器件作为电流器件，当对其两端电极施加电压，并通过电场作用于有机层功能材料膜层中的正负电荷时，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生oled电致发光。

2、当前，oled显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展。但是，和实际的产品应用要求相比，oled器件的发光效率和使用寿命等性能还需要进一步提升。为了实现oled器件的性能的不断提升，需要oled光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能的oled功能材料。

3、应用于oled器件的oled光电功能材料从用途上可划分为两大类，分别为电荷注入传输材料和发光材料。进一步，还可将电荷注入传输材料分为电子注入传输材料、电子阻挡材料、空穴注入传输材料和空穴阻挡材料，作为电荷传输材料，要求具有良好的载流子迁移率、高玻璃化转化温度等，对于oled器件来说，电子从阴极注入，然后通过电子传输层传递到主体材料，在主体材料中和空穴进行复合，从而产生激子。因而，提高电子传输层的注入能力和传输能力，有利于降低器件驱动电压，同时获得高效的电子-空穴复合效率。因此，电子传输层非常重要，需要其具有高效的电子注入能力、传输能力和电子高耐久性。

4、特别是在叠层器件开发过程中，电子型电荷产生层有电子传输材料和金属组成，通过金属和电子传输材料进行电荷转移络合物，从而生成电子。其中电子传输材料具有重要的作用，其不仅仅具有良好的电子注入和传输特性和电子耐受性，而且能够和金属进行配位络合，提高电子产生稳定性。传统的电荷产生材料为双菲啰啉结构，该类结构通过芳基或杂芳基将两个菲啰啉取代基团进行连接而成，菲啰啉的两个氮原子能够和金属形成稳定的配合物，如现有技术中cn101010404a和cn101872844a，该类材料基于双菲啰啉基团，作为作为电荷产生层材料使用是，由于电子的注入和传输能力不足，导致器件电压升高，器件效率不足；另外，由于菲啰啉的电子耐受性和稳定性不理想，导致其作为电子传输材料或电荷产生层运用时，材料在负电荷下不稳定而产生分解，导致器件寿命下降明显。而基于芳基取代的菲啰啉基团，例如bphen，由于材料本身的电子耐受性和膜稳定性不足，导致其作为电子传输材料或电荷产生层运用时，有机层界面由于膜结晶而发生相分离，导致器件寿命下降明显。

5、相比传统的三嗪和菲基组成的分子，由于菲基无杂原子基团，无法形成吸电子能力，也无法和金属形成配位，导致该类材料作为电荷产生层材料使用，由于无法和金属进行有效配位，从而无法形成金属有机络合物，无法实现电荷的产生和注入，导致器件电压身高，器件效率降低明显。

6、伴随着有oled器件的显著进步，对材料的要求性能也日益提高，不仅要求其有良好的材料稳定性，并且需要其在低驱动电压下，达到良好的效率和寿命。但是，目前的电子传输材料的电子注入和传输能力以及耐热稳定性不足，同时材料的电子耐受性存在缺陷，导致器件工作时，材料发生相态分离或分解，从而导致器件寿命较差的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种含三嗪和菲啰啉的化合物，本发明化合物通过特定结构的三联苯基或联苯基将三嗪和菲啰啉基团进行桥连，使得化合物具有优异的电子注入和传输能力，电子耐受性和稳定性得到显著加强，应用于有机电致发光器件，能够有效降低器件工作电压，提高器件发光效率和工作寿命。

2、本发明技术方案如下：一种含三嗪和菲啰啉结构的化合物，所述化合物的结构如通式(1)或通式(2)或通式(3)所示：

3、

4、通式(1)中，l1表示为单键或亚苯基；r1、r3分别独立的表示为通式a-1～通式a-7中任一种所示的结构，有且仅有一个表示为通式a-7所示的结构；

5、通式(2)中，l2表示为单键或亚苯基；r2、r4分别独立的表示为通式a-1～通式a-7中任一种所示的结构，有且仅有一个表示为通式a-7所示的结构；

6、通式(3)中，l3、l4各自独立的表示为单键或亚苯基；r5、r6分别独立的表示为通式a-1～通式a-7中任一种所示的结构，有且仅有一个表示为通式a-7所示的结构；

7、l3、l4可以相同或不同；

8、通式a-7中，ar1表示为苯基、联苯基或萘基。

9、优选方案，所述化合物的结构如通式(2-1)～通式(2-6)中任一种所示：

10、

11、          

12、通式(2-1)～通式(2-6)中，ar1、l1、l2、l3、l4的含义同上文中的限定；

13、r1、r2、r3、r4、r5、r6分别独立的表示为通式a-1、通式a-2、通式a-3、通式a-4、通式a-5或通式a-6所示的结构。

14、优选方案，所述化合物的结构如通式(3-1)～通式(3-36)中任一种所示：

15、

16、

17、

18、通式(3-1)～通式(3-36)中，l1、l2、ar1、l3、l4的含义同上文中的限定。

19、优选地，所述l1、l2、l3、l4表示为如下所示结构中的任一种：单键、

20、优选地，所述ar1表示为如下所示结构中的任一种：

21、

22、优选地，所述通式a-2表示为如下所示结构中的任一种：

23、

24、优选地，所述通式a-6表示为如下所示结构中的任一种：

25、

26、优选地，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6表示为如下所示结构中的任一种：通式a-1、式a-2-1、式a-2-2、式a-2-3、式a-2-4、通式a-3、通式a-4、通式a-5、式a-6-1、式a-6-2、式a-6-3、通式a-7。

27、优选方案，所述含三嗪和菲啰啉结构的化合物的具体结构为如下结构中的任一种：

28、

29、

30、

31、

32、

33、

34、

35、

36、

37、

38、

39、

40、

41、

42、

43、

44、

45、一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和有机功能层，所述有机功能层位于第一电极和第二电极之间，所述有机功能层包括空穴传输区域、发光层和电子传输区域，所述发光层位于空穴传输区域和电子传输区域之间，所述电子传输区域包含所述含三嗪和菲啰啉结构的化合物。

46、优选地，所述空穴传输区域包含空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，所述电子传输区域包含电空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层。

47、优选地，所述空穴传输区域包含空穴传输层，所述电子传输区域包含电子传输层，所述电子传输层包含所述含三嗪和菲啰啉结构的化合物。

48、优选地，所述电子传输区域包含电子传输层，所述电子传输层包含所述含三嗪和菲啰啉结构的化合物。

49、一种叠层有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极、第一发光单元、第二发光单元和电荷产生层，所述第一发光单元、第二发光单元和电荷产生层位于第一电极和第二电极之间，所述电荷产生层位于第一发光单元和第二发光单元之间，所述电荷产生层包含所述含三嗪和菲啰啉结构的化合物。

50、优选地，所述第一发光单元包含空穴传输区域、发光层和电子传输区域，所述第二发光单元包含空穴传输区域、发光层和电子传输区域。优选地，所述电荷产生层还包含金属材料。

51、进一步优选，所述金属材料为li、ca、ag、cs或yb。进一步优选的，所述金属材料为yb。

52、本发明有益的技术效果在于：

53、(1)本发明化合物基于三嗪和菲啰啉结构为核心，三嗪和菲啰啉基团通过特定连接位点形成的联苯或三联基桥联连接，该类化合物具有良好电子耐受性和稳定性，并且具有良好的电子注入和传输能力。因此，其作为oled功能层的电子传输材料或叠层器件中的电荷产生层材料使用时，可有效降低器件驱动电压，提升oled器件的光电效率和器件寿命。

54、(2)本发明化合物含有三嗪和菲啰啉基团，通过特定的组合方式，能够使得材料的lumo电子云分布进一步离域化，提高材料的电子耐受性和电子稳定性，形成分子内和分子间的弱键相互作用，提升分子平面排布，显著提升电子迁移率。

55、(3)进一步的，由于本发明化合物具有良好吸电子能力、膜稳定性和电子耐受性，其作为cgl层的n型材料使用，特别是菲啰啉基团能够和yb等金属形成稳定的n-金属配位键，形成稳定且平整的有机-金属掺杂膜，抑制了金属的氧化，有利于提高电荷产生效率和器件稳定性。

56、(4)特定的桥连基团使得三嗪和菲啰啉基团产生空间立体位阻效应，避免了分子的过于堆积产生分子局部微晶，提升了膜相态稳定性。

57、(5)本发明化合物能够有效增加电荷产生能力和电荷产生层的稳定性，有利于降低器件驱动电压，提高器件效率和使用寿命。

58、因此本发明所述化合物作为有机电致发光功能层材料应用于oled器件后，无论是作为电子传输材料还是作为电荷产生层材料(cgl)，能够有效降低器件驱动电压，提高器件寿命，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。