[发明专利]一种6H-萘并[2,1,8,7-klmn]吖衍生物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机化合物，尤其涉及一种用于有机电致发光器件的6H-萘并[2,1,8,7-klmn]吖衍生物及其在有机电致发光器件中的应用。

背景技术

电致发光（electroluminescence,EL）是指发光材料在电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生电致发光的固体材料很多，研究较多的而且能达到使用水平的，主要是无机半导体材料。但是无机EL器件的制作成本高、加工困难、效率低下、发光颜色不易条件、比较难实现全色显示，而且很难实现大面积的平板显示，进一步限制了无机EL器件的发展。1963年，Pope和他的同事最早发现了有机电致发光现象，他们发现蒽的单层晶体在100V以上电压的驱动下，可以发出微弱的蓝光。1987年，伊斯曼柯达的邓青云博士等人采用超薄膜技术制备了亮度高、工作电压低、效率高的双层有机电致发光器件，从此揭开了OLED（英文全称为Organic Light Emitting Device，意思为有机电致发光器件，简称为OLED）的研究序幕。

与无机发光材料相比，有机电致发光材料具有很多优点，比如：加工性能好，可以通过蒸镀或者旋涂的方法在任何基板上成膜，可以实现柔性显示和大面积显示；可以通过改变分子的结构，调节材料的光学性能、电学性能和稳定性等，材料的选择具有很大的空间。典型的OLED器件结构，一般包括基板、第一电极、第二电极、以及设置在两个电极间的有机发光功能层。其中用于有机发光功能层的材料可以根据其功能分为：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料、电子阻挡材料、发光主体材料、发光客体材料等。

发光层主体材料一般需要具有与客体材料，如荧光染料、磷光染料，匹配的分子轨道，能够进能量传递；可逆的电化学氧化还原电位；良好且相匹配的空穴和电子传输能力；良好的热稳定性和成膜性质等性质。目前常用的主体材料CBP表现不俗。但是CBP仍然具有很明显的缺陷：玻璃化温度Tg很低，只有62℃，同时CBP作为空穴型的传输材料，其相应的电子传输能力不够均衡，从而影响了器件的效率和寿命。因此，开发新型的主体材料具有很重要的实际应用价值。

传统的电子传输材料是8-三羟基喹啉铝（AlQ₃）,但是AlQ₃具有很多缺点：（1）电子迁移率比较低（大约为10^-6cm/Vs），这导致了较高的电压，并因此导致较低的功率效率;（2）稳定性差，在升华温度下部分分解；（3）具有较高的吸湿性，影响了器件的寿命；（4）具有颜色，由于再吸收和再发光现象导致了色彩的偏移，影响了器件的色纯度。

因此，为了提高OLED的电子传输性能，研究人员做了大量的探索性研究工作。2007年，Yang等在《Advanced Functional Materials》（译为：先进功能材料）的17期1966页报道了使用纳米级碳酸铯作为电子传输材料可以提高器件发光效率的方法；2008年，Cao等在J.Am.Chem.Soc.（译为：美国化学学会杂志）130期3282页报道了利用制备出的FFF-Blm4作为电子传输和注入层材料，可以大大地改善了器件的电子注入和传输，提高了电发光效率。柯达公司的美国专利（公开号US 2006/0204784和US 2007/0048545）公开了一种混合电子传输层，具体是采用一种低LUMO能级的材料与另一种低起亮电压的电子传输材料和其他材料如金属材料等掺杂而成。基于这种混合电子传输层的器件，效率和寿命等都得以提高，但是增加了器件制造工艺的复杂性，不利于降低OLED成本。综上，开发稳定高效的电子传输材料，从而降低起亮电压，提高器件效率，延长器件寿命，具有很重要的实际应用价值。

理想的电子传输材料，应该具有以下几方面的性质，（1）从电学性能方面：具有可逆的电化学还原电位、HOMO和LUMO能级匹配、电子迁移率高、最好能够具有空穴阻挡性能。（2）从化合物结构方面，要求分子构型接近平面，增加分子堆叠时分子之间的π-π相互作用，同时要求分子不能完全呈平面结构，防止因为分子结晶影响成膜性能；要求分子含有缺电子结构单元，具有良好的接受电子能力；分子量足够大，保证具有较高的玻璃化转变温度，从而具有良好的热稳定性，同时分子量不能太大，以利于真空蒸镀成膜。

发明内容