一种有机电致发光化合物及其应用技术领域
本发明涉及一种化合物，尤其涉及一种有机电致发光化合物及其应用。
背景技术
目前，显示屏以TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)-LCD为
主，由于其为非自发光之显示器，因此必须透过背光源投射光线，并依序穿透
TFT-LCD面板中之偏光板、玻璃基板、液晶层、彩色滤光片、玻璃基板、偏光
板等相关零组件，最后进入人之眼睛成像，才能达到显示之功能。正是由于上述
复杂的显示过程，其显示屏在实际应用过程中出现了反应速率慢、耗电、视角窄
等缺点，不足以成为完美的显示屏。
相对而言，OLED作为一种新型的平板显示技术，其与传统的LCD显示方式
相比，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，
这些有机材料就会发光。因此，OLED具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速
度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性，近十几年来取得了很大的发展
和进步，被誉为“梦幻显示器”。
现有技术中，CN103413893公开了一种OLED器件，该OLED器件包括
基板、透明阳极、空穴注入层、发光层、电子注入层和阴极，其中发光层由主体
荧光材料和客体磷光材料掺杂而成，主体荧光材料采用兼具空穴和电子传输基团
的聚芴类材料。使用了该发明所述化合物的OLED器件能够有效降低空穴和电
子注入的势垒，具有较高的量子效率和载流子传输能力。
此外，CN102185113公开了一种OLED器件，该OLED器件的最大特点是
在阳极和阴极中间只选用了一种有机材料和一种过渡金属氧化物。该发明利用了
有机材料发光性质，机械性质，热性质；同时只采用一种有机材料是为了减少有
机材料的老化问题，其它功能层采用金属氧化物是利用其稳定性和导电性的特
点。
事实上，虽然OLED应用范围的不断扩大，但仍然存在不足，例如一些现
有OLED材料存在着载流子传输效率不够高，发光效率较低等问题，而决定
OLED性能优劣的根本因素为材料的选择，因此，设计与寻找一种化合物，作为
OLED新型材料以克服其在实际应用过程中出现的不足，是OLED材料研究工
作中的重点与今后的研发趋势。
发明内容
为了能够更好地体现出OLED相对于TFT-LCD的跨时代技术优势，而且能
够解决OLED材料现有技术在实际应用过程中出现的问题，例如一些现有OLED
材料存在着载流子传输效率不够高，发光效率较低等问题，本发明提供了一种有
机电致发光化合物及其应用。
第一方面，本发明提供了一种有机电致发光化合物，其特征在于，其结构为
通式(Ⅰ)所示的化合物：
其中，X为N元素，Y为N，S，O，Si元素，R为芳香性基团。
优选地，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述R为至少含有C或至少含有C、
N的芳香性基团。
进一步优选地，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述R为至少含有3-20个C
或至少含有3-20个C且含有N的芳香性基团。
更进一步优选地，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述R选自C6-C20的芳
香基、C6-C20的芳香乙烯基、C6-C20的稠环芳香基、C6-C20的稠环芳香乙烯
基、C6-C20的芳胺基、C4-C20的含N的稠环基、C4-C20的含N的杂环基、
C6-C20的含O的稠环基、C6-C20的含O的杂环基中的任意一种。
最优选地，所述R选自如下基团中的任一种：
具体的，所述通式(Ⅰ)所示的化合物可为如下化合物中的任意一种：
第二方面，本发明提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED电子
传输层材料。
第三方面，本发明提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED发光
层材料。
第四方面，本发明提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED空穴
传输层材料。
第五方面，本发明提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED器件。
第六方面，本发明提供了一种上述OLED器件的制备方法，包括如下步骤：
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先蒸镀空穴传输层材料作为空穴
传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀发光层材料，以及5--10％的Ir(ppy)3；
4)随后采用电子传输层材料，蒸镀一层电子传输层，随后再蒸镀
0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al；
其中，所述空穴传输层材料、发光层材料、电子传输层材料其中之一为通式
(Ⅰ)所示的化合物。
上述OLED器件的制备方法的一个优选实施例：在OLED器件中的空穴传输
层材料、发光层材料、电子传输层材料中，只要其中之一为通式(Ⅰ)所示的化
合物的前提下，那么，其余的，所述空穴传输层材料可选为NPB，所述发光层材
料可选为CBP，所述电子传输层材料可选为Alq3，其中，CBP、NPB分别为如下
结构：
上述OLED器件的制备方法的一个优选实施例，其特征在于，所述空穴传
输层的厚度为30-50nm，所述发光层的厚度为10-120nm，所述电子传输层的厚
度为20-40nm。
本发明提供了一种基于通式(Ⅰ)所示结构的化合物，可应用于OLED材
料，该OLED材料不仅可以提高载流子传输效率，还可以提高器件的发光效率。
通式(Ⅰ)所示结构的化合物分子中，R取代基的引入，降低了该OLED材料
分子的HOMO值，提高了该分子的稳定性和材料的玻璃化温度，更加有利于空
穴的注入，性能非常优异。此外，通式(Ⅰ)所示结构的化合物结构简单，易于
合成，可以有效降低OLED材料的制备成本，具有很好的工业化前景。该含有
通式(Ⅰ)所示结构的化合物的OLED材料，可以用于电子传输层，发光层，
空穴传输层等，从而使得OLED显示屏实现高亮度、高效率、低功耗的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施
方式。
本发明提供了一种有机电致发光化合物，其特征在于，其结构为通式(Ⅰ)
所示的化合物：
其中，X为N元素，Y为N，S，O，Si元素，R为芳香性基团。
在本发明的一个优选实施例中，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述R为至
少含有C或至少含有C、N的芳香性基团。
在本发明的一个进一步优选实施例中，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述R
为至少含有3-20个C或至少含有3-20个C且含有N的芳香性基团。
在本发明的一个更进一步优选实施例中，通式(Ⅰ)所示的化合物中，所述
R选自C6-C20的芳香基、C6-C20的芳香乙烯基、C6-C20的稠环芳香基、C6-C20
的稠环芳香乙烯基、C6-C20的芳胺基、C4-C20的含N的稠环基、C4-C20的
含N的杂环基、C6-C20的含O的稠环基、C6-C20的含O的杂环基中的任意
一种。
在本发明的最优选实施例中，所述R选自如下基团中的任一种：
具体的，所述通式(Ⅰ)所示的化合物可为如下化合物中的任意一种：
本发明另外分别提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED电子传
输层材料，一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED发光层材料，以及一种
含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED空穴传输层材料。
本发明还提供了一种含有通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED器件。
此外，本发明提供了一种上述OLED器件的制备方法，包括如下步骤：
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先蒸镀空穴传输层材料作为空穴
传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀发光层材料，以及5--10％的Ir(ppy)3；
4)随后采用电子传输层材料，蒸镀一层电子传输层，随后再蒸镀
0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al；
其中，所述空穴传输层材料、发光层材料、电子传输层材料其中之一为通式
(Ⅰ)所示的化合物。
上述OLED器件的制备方法的一个优选实施例：在OLED器件中的空穴传输
层材料、发光层材料、电子传输层材料中，只要其中之一为通式(Ⅰ)所示的化
合物的前提下，那么，其余的，所述空穴传输层材料可选为NPB，所述发光层材
料可选为CBP，所述电子传输层材料可选为Alq3，其中，CBP、NPB分别为如下
结构：
上述OLED器件的制备方法的一个优选实施例，其特征在于，所述空穴传
输层的厚度为30-50nm，所述发光层的厚度为10-120nm，所述电子传输层的厚
度为20-40nm。
下述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开
商业途径获得。
其中，实施例1-4为通式(Ⅰ)所示的化合物的合成方法示例，实施例5为
OLED器件的制作方法的对比例，实施例6-13为采用了通式(Ⅰ)所示的化合
物的OLED器件的制作方法示例，具体如下：
实施例1
化合物1的制备方法
将100mmol化合物1-a和120mmol溴苯溶于1000ml甲苯中，加入碳酸钾
200mmol和1mmol催化剂Pd[P(C6H5)3]4，氮气保护下回流反应24小时，反应完
成后加入蒸馏水500ml，冷却过滤，用二氯甲烷萃取，盐水洗，分出有机层，旋
蒸除去有机溶剂，粗产品过柱，再用二氯甲烷和乙醇重结晶纯化，真空干燥得到
86mmol产品化合物1。
分子量表征MS 475.14；
1H-NMR：7.98(2H),7.82(2H),7.74(2H),7.72(2H),7.73(2H),7.54(2H),
7.69(2H),7.86(2H),7.64(2H),7.61(2H),7.44(1H)。
实施例2
化合物2的制备方法
将100mmol化合物2-a和120mmol溴苯溶于1000ml甲苯中，加入碳酸钾
200mmol和1mmol催化剂Pd[P(C6H5)3]4，氮气保护下回流反应24小时，反应完
成后加入蒸馏水500ml，冷却过滤，用二氯甲烷萃取，盐水洗，分出有机层，旋
蒸除去有机溶剂，粗产品过柱，再用二氯甲烷和乙醇重结晶纯化，真空干燥得到
88mmol产品化合物2。
分子量表征MS 475.14；
1H-NMR：7.98(2H),7.82(2H),7.74(2H),7.72(2H),7.73(2H),7.54(2H),
7.69(2H),7.86(2H),7.64(1H),7.63(1H),7.61(2H),7.63(1H),7.44(1H)。
实施例3
化合物11的制备方法
将100mmol化合物11-a和120mmol 2-溴嘧啶溶于1000ml甲苯中，加入碳
酸钾200mmol和1mmol催化剂Pd[P(C6H5)3]4，氮气保护下回流反应24小时，
反应完成后加入蒸馏水500ml，冷却过滤，用二氯甲烷萃取，盐水洗，分出有机
层，旋蒸除去有机溶剂，粗产品过柱，再用二氯甲烷和乙醇重结晶纯化，真空干
燥得到87mmol产品化合物11。
分子量表征MS 477.13；
1H-NMR：8.03(2H),7.87(2H),7.74(2H),7.78(2H),7.73(2H),7.56(2H),
7.69(2H),7.86(2H),7.61(2H),7.63(1H),7.44(1H)。
实施例4
化合物12的制备方法
将100mmol化合物12-a和120mmol 2-氯-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪溶于
1000ml甲苯中，加入碳酸钾200mmol和1mmol催化剂Pd[P(C6H5)3]4，氮气保护
下回流反应24小时，反应完成后加入蒸馏水500ml，冷却过滤，用二氯甲烷萃
取，盐水洗，分出有机层，旋蒸除去有机溶剂，粗产品过柱，再用二氯甲烷和乙
醇重结晶纯化，真空干燥得到80mmol产品化合物12。
分子量表征MS 614.21；
1H-NMR：8.03(2H),7.87(2H),7.74(2H),7.78(2H),7.73(2H),7.56(2H),
7.69(2H),7.86(2H),7.84(4H),7.92(4H),7.65(2H),7.44(1H)。
实施例5
OLED器件的制作方法的对比例
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的Alq3作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例6
化合物1作为发光层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀化合物1，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的Alq3作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例7
化合物2作为发光层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀化合物2，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的Alq3作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例8
化合物11作为发光层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀化合物11，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的Alq3作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例9
化合物12作为发光层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀化合物12，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的Alq3作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例10
化合物1作为电子传输层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的化合物1作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例11
化合物2作为电子传输层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的化合物2作为电子传输层，随后再蒸镀0.5-2nmLiF，
随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例12
化合物11作为电子传输层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的化合物11作为电子传输层，随后再蒸镀
0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
实施例13
化合物12作为电子传输层的OLED器件的制作方法
1)将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5-10分钟，并暴露在紫
外光下20-30分钟，随后用plasma处理5-10分钟；
2)将处理后的ITO基板放入蒸镀设备，首先一层30-50nm的NPB作为空
穴传输层；
3)然后蒸镀发光层，混合蒸镀CBP，以及5--10％的Ir(piq)3；
4)随后蒸镀20-40nm的化合物12作为电子传输层，随后再蒸镀
0.5-2nmLiF，随后蒸镀100-200nm的金属Al，得到所述OLED器件。
器件对比检测结果
对比例：ITO/NPB/CBP：Ir(piq)3/Alq3/LiF/Al；
实施例6：ITO/NPB/化合物1：Ir(piq)3/Alq3/LiF/Al；
实施例7：ITO/NPB/化合物2：Ir(piq)3/Alq3/LiF/Al；
实施例8：ITO/NPB/化合物11：Ir(piq)3/Alq3/LiF/Al；
实施例9：ITO/NPB/化合物12：Ir(piq)3/Alq3/LiF/Al；
实施例10：ITO/NPB/CBP：Ir(piq)3/化合物1/LiF/Al；
实施例11：ITO/NPB/CBP：Ir(piq)3/化合物2/LiF/Al；
实施例12：ITO/NPB/CBP：Ir(piq)3/化合物11/LiF/Al；
实施例13：ITO/NPB/CBP：Ir(piq)3/化合物12/LiF/Al；
在1000nits下，OLED器件结果如下：
器件
Cd/A
驱动电压
CIEx
CIEy
对比例
10cd/A
4.6V
0.64
0.33
6
11cd/A
4.0V
0.64
0.33
7
15cd/A
3.7V
0.64
0.33
8
19cd/A
3.9V
0.64
0.33
9
15cd/A
4.1V
0.64
0.33
10
13cd/A
4.0V
0.64
0.33
11
15cd/A
3.8V
0.64
0.33
12
14cd/A
3.9V
0.64
0.33
13
17cd/A
3.6V
0.64
0.33
可见，采用了通式(Ⅰ)所示的化合物的OLED器件驱动电压更低，亮度
更高，实现了高亮度、高效率、低功耗的效果。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范
围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，
本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并
不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行
的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范
围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。