本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料，尤其是涉及一種含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物及有機電致發(fā)光器件和顯示元件。

背景技術(shù)：

1、有機電致發(fā)光器件(oled:organic?light?emission?diodes)技術(shù)既可以用來制造新型顯示產(chǎn)品，也可以用于制作新型照明產(chǎn)品，有望替代現(xiàn)有的液晶顯示和熒光燈照明，應(yīng)用前景十分廣泛。有機電致發(fā)光器件具有類似三明治的結(jié)構(gòu)，包括電極材料膜層以及夾在不同電極材料膜層之間的有機光電功能材料，各種不同有機功能材料根據(jù)用途相互疊加在一起共同組成有機電致發(fā)光器件。有機電致發(fā)光器件作為電流器件，當(dāng)對其兩端電極施加電壓，并通過電場作用于有機光電功能材料膜層中的正負電荷時，正負電荷進一步在發(fā)光層中復(fù)合，即產(chǎn)生有機電致發(fā)光。

2、當(dāng)前，有機電致發(fā)光器件顯示技術(shù)已經(jīng)在智能手機、平板電腦、電視等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，但是，和實際的產(chǎn)品應(yīng)用要求相比，有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率和使用壽命等性能還需要進一步提升。為了實現(xiàn)有機電致發(fā)光器件的性能的不斷提升，需要有機光電功能材料不斷研究和創(chuàng)新，創(chuàng)制出更高性能的有機光電功能材料。

3、應(yīng)用于有機電致發(fā)光器件的有機光電功能材料從用途上可劃分為兩大類，分別為電荷注入傳輸材料和發(fā)光材料。進一步，還可將電荷注入傳輸材料分為電子注入傳輸材料、電子阻擋材料、空穴注入傳輸材料和空穴阻擋材料，對于有機電致發(fā)光器件來說，空穴從陽極注入，電子從陰極注入，并在有機功能層中傳輸，最后在發(fā)光層相遇形成激子，激子復(fù)合發(fā)光，而空穴阻擋層則位于發(fā)光層和電子傳輸層之間，能夠阻擋空穴向電子傳輸層擴散或移動，還能夠降低激子的能量損失，起到界面修飾和電子注入/傳輸輔助調(diào)節(jié)作用。由于目前現(xiàn)有的空穴阻擋層材料的電子調(diào)控能力和空穴、激子阻擋能力較差，發(fā)光層內(nèi)部難以獲得高效的電子空穴平衡，很難獲取低電壓、高效率、長壽命的器件，同時現(xiàn)有的空穴阻擋層材料還存在耐熱窗口窄、電子耐受性差，因此需要進一步提高空穴阻擋層材料的電子注入能力和傳輸能力，空穴、激子阻擋能力，提升材料的穩(wěn)定性，降低器件的啟亮電壓和驅(qū)動電壓，達到激子的高效平衡，提升器件的效率和器件壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物及有機電致發(fā)光器件和顯示元件，本發(fā)明化合物氮雜苯和螺芴類之間通過具有取代基的特定鄰位苯基進行橋連，使得化合物具有優(yōu)異的空穴阻擋能力，以及良好的材料穩(wěn)定性，應(yīng)用于有機電致發(fā)光器件，能夠有效降低器件工作電壓，提高器件發(fā)光效率和工作壽命。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物，所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物如通式(1)所示：

3、

4、通式(1)中，x1、x2、x3各自獨立的表示為ch或n；x1、x2、x3至少有一個表示為n；

5、ar表示為如下基團中的任意一種：取代或未取代的苯基、取代或未取代的二聯(lián)苯基、取代或未取代的三聯(lián)苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的噠嗪基、取代或未取代的吡嗪基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的咔唑基；

6、r1表示為如下基團中的任意一種：取代或未取代的苯基、取代或未取代的二聯(lián)苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基；ar和r1相同或不同；

7、*表示為連接位置；即所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物如通式(1-1)、通式(1-2)中的任一種：

8、

9、r表示為通式(2)所示結(jié)構(gòu)；

10、

11、環(huán)b表示為取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；所述通式(2)中任意苯環(huán)或萘環(huán)上未取代的碳均可作為與通式(1)的連接位點；

12、取代基團的取代基為氘原子、氰基、苯基、二聯(lián)苯基、萘基、吡啶基、嘧啶基或噠嗪基。

13、進一步，所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物如通式(2-1)至通式(2-6)中任一項所示：

14、通式(2-1)至通式(2-6)中，所述x1、x2、x3、ar、r1、環(huán)b具有同通式(1)中相同的含義。

15、進一步，所述通式(2)表示為通式a、通式b、通式c、通式d中的任一種：

16、

17、通式a中r2表示為氫原子、氰基、苯基、二聯(lián)苯基、萘基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基或吡嗪基；

18、優(yōu)選，所述通式(2)表示為如下所示結(jié)構(gòu)中的任一種：

19、

20、進一步，所述通式(2)表示為如下結(jié)構(gòu)中的任一種：

21、

22、所述r2表示為氫原子、氰基、苯基、二聯(lián)苯基、萘基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基或吡嗪基；

23、通式a-1中，與通式(1)的連接位點為1、2、3或4；r2的連接位點為5、6、7、8、9、10、11或12；

24、通式a-2中，與通式(1)的連接位點為5、6、7、8、9、10、11或12；r2的連接位點為5、6、7、8、9、10、11或12；

25、通式b-1中，與通式(1)的連接位點為1’、2’、3’或4’；

26、通式b-2中，與通式(1)的連接位點為5’、6’、7’、8’、9’、10’、11’、12’、13’或14’；

27、通式c-1中，與通式(1)的連接位點為1”、2”、3”或4”；

28、通式c-2中，與通式(1)的連接位點為5”、6”、7”、8”、9”、10”、11”、12”、13”或14”；

29、通式d-1中，與通式(1)的連接位點為1”’、2”’、3”’或4”’；

30、通式d-2中，與通式(1)的連接位點為5”’、6”’、7”’、8”’、9”’、10”’、11”’、12”’、13”’或14”’；

31、進一步，所述通式(1)中，x1、x2、x3中至少有兩個表示為n。

32、優(yōu)選的，所述通式(1)中，x1、x2、x3均表示為n。

33、進一步，所述ar選自如下結(jié)構(gòu)：

34、中任一種；

35、所述r1選自如下結(jié)構(gòu)：

36、中任一種。

37、進一步的，所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物為如下結(jié)構(gòu)中的任一種：

38、

39、

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52、

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56、

57、

58、

59、

60、本發(fā)明還公開了一種有機電致發(fā)光器件，包含基板、第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極之間具有多層有機薄膜層，所述有機薄膜層含有本發(fā)明所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物。

61、進一步的，所述有機薄膜層包括空穴傳輸區(qū)域薄膜層、發(fā)光區(qū)域薄膜層和電子傳輸區(qū)域薄膜層，所述電子傳輸區(qū)域薄膜層含有所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物。

62、進一步的，所述電子傳輸區(qū)域薄膜層包含空穴阻擋層，所述空穴阻擋層含有所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物。

63、進一步的，所述空穴傳輸區(qū)域薄膜層包含空穴注入層、空穴傳輸層和電子阻擋層，所述電子傳輸區(qū)域薄膜層包含空穴阻擋層、電子傳輸層和電子注入層，所述空穴阻擋層含有所述含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物。

64、本發(fā)明還公開了一種顯示元件，所述顯示元件含有本發(fā)明所述的有機電致發(fā)光器件。

65、本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

66、本發(fā)明氮雜苯結(jié)構(gòu)與螺芴類結(jié)構(gòu)通過特殊的橋聯(lián)方式連接，因此使得本發(fā)明保護的化合物具有更加優(yōu)異的空穴阻擋和激子阻擋能力，能夠高效阻擋空穴向電子傳輸層擴散或移動，使得空穴更好地限制在發(fā)光區(qū)域，確保發(fā)光層中的更多的空穴電子形成的激子，提高激子濃度，進而提升發(fā)光效率和器件壽命。

67、本發(fā)明保護的氮雜苯結(jié)構(gòu)與螺芴結(jié)構(gòu)通過取代的苯基橋聯(lián)，且連接位置為鄰位，形成這種扭轉(zhuǎn)的特殊空間立體構(gòu)型分子，因此使得本發(fā)明保護的化合物具有更加優(yōu)異的電子調(diào)控能力，對電子傳輸層進行補充，根據(jù)發(fā)光層內(nèi)部電子空穴平衡情況提升或延緩電子注入與傳輸，提升器件發(fā)光效率與器件壽命。

68、本發(fā)明保護的含氮雜苯和螺芴類結(jié)構(gòu)的化合物具有較低的蒸鍍溫度和化學(xué)穩(wěn)定性，使得其蒸鍍成膜具有良好的膜相態(tài)穩(wěn)定性和較寬的耐熱窗口，進而確保了器件制作和產(chǎn)品使用上的穩(wěn)定性。