本發明屬于有機電致發光領域，具體涉及一種有機電致發光材料及其應用。
背景技術：
自1987年以來，有機電致發光器件(organiclight-emittingdiodes，簡稱oleds)逐漸成為業界公認的下一代平板顯示技術。oleds屬于自發光器件，當電荷(電子和空穴)被注入到陽極和陰極之間的有機膜時，電子和空穴復合形成激子并將能量傳遞給發光分子，進而激發電子從基態躍遷到激發態，激發態能量經過輻射失活而發光。oleds具有自發光、驅動電壓低、輕薄、發光視角寬、響應速度快、可彎曲折疊、能耗低、可進行大面積生產等優點，因而在信息顯示和固態照明領域具有廣闊的應用前景。
然而，傳統有機熒光材料只能利用電激發形成的25％單線態激子發光，器件的內量子效率較低(最高為25％)。外量子效率普遍低于5％，與磷光器件的效率還有很大差距。盡管磷光材料由于重原子中心強的自旋-軌道耦合增強了系間竄越，可以有效利用電激發形成的單線態激子和三線態激子發光，使器件的內量子效率達100％。但磷光材料存在價格昂貴，材料穩定性較差，器件效率滾落嚴重等問題限制了其在oleds的應用。熱激活延遲熒光(tadf)材料是繼有機熒光材料和有機磷光材料之后發展的第三代有機發光材料。該類材料一般具有小的單線態-三線態能級差(△est)，三線態激子可以通過反系間竄越轉變成單線態激子發光。這可以充分利用電激發下形成的單線態激子和三線態激子，器件的內量子效率可以達到100％。同時，材料結構可控，性質穩定，價格便宜無需貴重金屬，在oleds領域的應用前景廣闊。
雖然理論上tadf材料可以實現100％的激子利用率，但實際上存在如下問題:(1)設計分子的t1和s1態具有強的ct特征,非常小的s1-t1態能隙，雖然可以通過tadf過程實現高t1→s1態激子轉化率，但同時導致低的s1態輻射躍遷速率，因此，難于兼具(或同時實現)高激子利用率和高熒光輻射效率；(2)即使已經采用摻雜器件減輕t激子濃度猝滅效應，大多數tadf材料的器件在高電流密度下效率滾降嚴重。
就當前oled顯示照明產業的實際需求而言，目前oled材料的發展還遠遠不夠，落后于面板制造企業的要求，作為材料企業開發具有優異光電特性、穩定性好有機電致發光材料顯得尤為重要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種有機電致發光材料及其應用。本發明以吡啶甲酮或氰基取代吡啶或嘧啶類化合物為吸電子單元，以咔唑、9.9-二甲基吖啶或吩噁嗪為給電子單元，構筑得到的一系列新型有機電致發光材料應用于有機發光二極管上，具有良好的光電性能，穩定性好，能夠滿足面板制造企業的要求。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種有機電致發光材料，其特征在于，包括具有符合式(1)、式(2)或式(3)所示的分子結構：
其中，ar選自下述結構中的任意一種：
進一步，式(1)、式(2)與式(3)中所述ar相同或不相同。
本發明上述一種有機電致發光材料作為有機電致發光二極管材料的應用。
本發明還提供一種有機電致發光器件，所述有機電致發光器件包括發光層，所述發光層含有上述一種有機電致發光材料。
本發明的有益效果是：
1.本發明化合物分子間不易結晶、不易聚集、具有良好的成膜性和熱穩定性；具有合適的homo和lumo能級，電子云有效分離可實現較小的s1-t1態能隙，可有效提高高激子利用率和高熒光輻射效率，降低高電流密度下的效率滾降，降低器件電壓，具有良好的光電特性。
2.本發明所述化合物可應用于oled發光器件制作，并且可以獲得良好的器件表現，所述化合物作為oled發光器件的發光層材料使用時，制作的器件具有良好的光電性能。本發明所述化合物在oled發光器件中具有良好的應用效果，具有良好的產業化前景。
以下所列化合物a1至化合物a45，是符合本發明精神和原則的代表結構，應當理解，列出以下化合物結構，只是為了更好地解釋本發明，并非是對本發明的限制：
附圖說明
圖1為本發明制備的有機電致發光器件的結構示意圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
101、ito導電玻璃襯底，102、空穴注入層,103、空穴傳輸層，104、發光層，105、電子傳輸層,106、電子注入層，107、陰極層。
具體實施方式
以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
本發明材料用于制作有機電致發光器件，該器件包括依次疊加的ito導電玻璃襯底(陽極)、空穴注入層、空穴傳輸層(tapc-mcp)、發光層(本發明涉及的有機電致發光材料)、電子傳輸層(3tpymb)、電子注入層(lif)和陰極層(al)，如圖1所示。所有功能層均采用真空蒸鍍工藝制成。該類器件中所用到的一些有機化合物的分子結構式如下所示。
實施例1化合物a4的制備
在氮氣保護下，將原料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,然后投入催化劑四(三苯基膦)鈀(0.029g，0.025mmol)，縛酸劑碳酸鉀(1.04g，7.5mmol)。體系升溫至回流反應8小時，自然降溫至20～25℃，分液，除去溶劑，將粗品用甲苯結晶，得到1.71g目標物a4，收率71.2％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c34h28n2o，理論值480.220，測試值480.221。元素分析(c34h28n2o)，理論值c：84.97，h：8.87，n：5.83，o：3.33，實測值c：84.97，h：8.86，n：5.84，o：3.33。
實施例2化合物a11的制備
在氮氣保護下，將原料a11-a(1.57g，5mmol)、原料溴苯(1.56g，10mmol)和120ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化劑醋酸鈀(0.011g，0.05mmol)、催化劑配體三叔丁基膦四氟硼酸鹽(0.026g，0.1mmol)，縛酸劑叔丁醇鈉(1.44g，15mmol)。體系升溫至回流反應10小時，自然降溫至20～25℃后加入50ml水淬滅反應，分液，除去溶劑，將粗品用甲苯結晶，得到1.63g目標物a11，收率83.6％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c27h22n2o，理論值390.173，測試值390.173。元素分析(c27h22n2o)，理論值c：83.05，h：5.68，n：7.17，o：4.10，實測值c：83.06，h：5.69，n：7.17，o：4.10。
實施例3化合物a18的制備
在氮氣保護下，將原料m1(2.06g，5.0mmol)、原料a18-a(1.82g，10mmol)、80ml甲苯加入250ml三口瓶中,然后投入催化劑四(三苯基膦)鈀(0.058g，0.05mmol)，縛酸劑碳酸鉀(1.38g，10mmol)。體系升溫至回流反應6小時，自然降溫至20～25℃，除去溶劑，粗品用甲苯結晶，得到1.68g目標物a18，收率86.8％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c27h21n3，理論值387.174，測試值387.173。元素分析(c27h21n3)，理論值c：83.69，h：5.46，n：10.84，實測值c：83.70，h：5.45，n：10.84。
實施例4化合物a23的制備
合成方法參照a4的制備方法，總收率72.2％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c33h26n2o，理論值466.205，測試值466.205。元素分析(c33h26n2o)，理論值c：84.95，h：5.62，n：6.00，0：3.43，實測值c：84.95，h：5.64，n：6.02，o:3.43。
實施例5化合物a29的制備
合成方法參照a18的制備方法，總收率78.6％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c32h24n4，理論值464.200，測試值464.201。元素分析(c32h24n4)，理論值c：82.73，h：5.21，n：12.06，實測值c：82.73，h：5.21，n：12.06。
實施例6化合物a36的制備
合成方法參照a18的制備方法，總收率77.6％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c23h14n4o，理論值362.117，測試值362.118。元素分析(c23h14n4o)，理論值c：76.23，h：3.89，n：15.46，o:4.42，實測值c：76.23，h：3.60，n：15.46，o:4.41。
實施例7化合物a40的制備
合成方法參照c03的制備方法，總收率78.3％。
高分辨質譜，esi源，正離子模式，分子式c31h20n2o，理論值436.158，測試值436.158。元素分析(c31h20n2o)，理論值c：85.30，h：4.62，n：6.42，o:3.67，實測值c：85.31，h：4.61，n：6.42，o:3.67。
有機電致發光器件制作實施例：
本發明選取化合物a4、化合物a18制作有機電致發光器件，并選擇已商業化的發光材料ir(ppy)3作為對比例，下面結合圖1敘述，有機電致發光器件從下至上依次為為ito導電玻璃襯底(101)、空穴注入層(102)、空穴傳輸層(103)發光層(104)、電子傳輸層(105)、電子注入層(106)和陰極層(107)。應當理解，器件實施過程與結果，只是為了更好地解釋本發明，并非對本發明的限制。
實施例8化合物a4在有機電致發光器件中的應用
本實施例按照下述方法制備有機電致發光器件一：
a)清洗ito(氧化銦錫)玻璃：分別用去離子水、丙酮、乙醇超聲清洗ito玻璃各30分鐘，然后在等離子體清洗器中處理5分鐘；
b)在陽極ito玻璃上依次真空蒸鍍空穴注入層(moo3)，膜厚為10nm；，蒸鍍速率0.1nm/s；
c)在空穴注入層之上真空蒸鍍空穴傳輸層，蒸鍍tapc，膜厚為10nm，蒸鍍mcp,膜厚10nm，蒸鍍速率均為0.1nm/s，蒸鍍總膜厚為20nm；
d)在空穴傳輸層之上真空蒸鍍發光層(本發明提供的化合物a4：mcpcn＝8：100(wt:wt)，蒸鍍速率0.1nm/s，膜厚為20nm；
e)在發光層之上真空蒸鍍作為電子傳輸層的3tpymb，厚度為50nm；
f)在電子傳輸層之上，真空蒸鍍電子注入層lif，厚度為1nm；
g)在電子注入層之上，真空蒸鍍陰極al，厚度為100nm。
器件的結構為ito/mo03(10nm)/tapc(10nm)，mcp(10nm)/mcpcn:8％wt化合物a4(20nm)/3tpymb(50nm)/lif(1nm)/al(100nm)，真空蒸鍍過程中，壓力<4.0×10-4pa，以化合物a4作為器件一的發光材料，所得器件的測試結果見表1所示。
實施例9：化合物a18在有機電致發光器件中的應用
根據與實施例8相同的方法制作有機電致發光器件二，區別在于使用a18作為發光層的發光材料代替作為發光層發光材料的實施例1中合成化合物a4。所得器件的測試結果見表1所示。
對比例1：根據與實施例8相同的方法制作有機電致發光器件三，區別在于使用已商業化的ir(ppy)3作為發光層的發光材料代替作為發光層發光材料的實施例1中合成的a4。所得器件的測試結果見表1所示。
表1器件光電數據表
從表1可知，以本發明所保護的材料制作的發光器件具有較好電流效率、功率效率以及較低的驅動電壓。
選取化合物a11、化合物a23、化合物a29、化合物a36、化合物a40分別制作與實施例8相同結構的有機電致發光器件四至器件八，區別僅在于發光層的發光材料種類。器件性能測試結果如表2所示。
表2器件光電數據表
從表2可知，本發明使用tadf材料作為發光染料具有較高的電流效率、功率效率以及較低的驅動電壓，器件性能穩定，具有良好的產業化前景。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。