一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用，该化合物因含有螺氧杂蒽芴结构，具有很强的刚性，而且在连接咔唑衍生物长支链结构后，使得该化合物具有分子间不易结晶、聚集、良好成膜性等特点；本发明专利技术化合物因母核具有双极性，支链为给电子基团，而支链基团给电子能力的强弱又有所不同，因此，材料的HOMO能级有所不同，可作为不同功能层材料使用；另外，本发明专利技术化合物具有较高的三线态能级，可有效阻挡能量损失、并利于能量传递。因此，本发明专利技术化合物作为有机电致发光功能层材料应用于OLED器件后，器件的电流效率，功率效率和外量子效率均得到很大改善；同时，对于器件寿命提升非常明显。

【技术实现步骤摘要】
一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用
本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物及在有机电致发光器件上的应用。
技术介绍
有机电致发光(OLED:OrganicLightEmissionDiodes)器件技术不仅可以用来制造新型显示产品，还可以用于制作新型照明产品，并有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，具有十分广泛的应用前景。OLED发光器件是一种三明治结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。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，OLED器件的发光效率，使用寿命等性能与产品的应用要求相比还有待进一步提升。对于提高OLED发光器件性能的研究主要包括：降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率，提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但要对OLED器件结构和制作工艺进行创新，还要对OLED光电功能材料进行不断研究和创新，以便创造出更高性能的OLED功能材料。应用于OLED器件的OLED光电功能材料从用途上大致可划分为两大类，即电荷注入传输材料和发光材料，电荷注入传输材料又可以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，而发光材料包括主体发光材料和掺杂材料。高性能的OLED发光器件，要求各种有机功能材料必须具备良好的光电特性，譬如，作为电荷传输材料，要求具有良好的载流子迁移率，较高的玻璃化转变温度等，发光层的主体材料要具有良好的双极性，适当的HOMO/LUMO能阶等。构成OLED器件的OLED光电功能材料膜层至少包括两层以上结构，产业上应用的OLED器件结构，则包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等多种膜层，也就是说应用于OLED器件的光电功能材料至少包含空穴注入材料，空穴传输材料，发光材料，电子传输材料等，材料类型和搭配形式具有丰富性和多样性的特点。另外，对于不同结构的OLED器件搭配而言，所使用的光电功能材料具有较强的选择性，相同的材料在不同结构器件中的性能表现，也可能完全迥异。因此，针对当前OLED器件的产业应用要求，以及OLED器件的不同功能膜层，器件的光电特性需求，必须选择更适合，具有高性能的OLED功能材料或材料组合，才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种含有螺氧杂蒽芴的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本专利技术化合物含有螺氧杂蒽芴结构，具有较高的玻璃化转变温度和分子热稳定性，合适的HOMO和LUMO能级，应用于OLED器件制作后，可有效提高器件的发光效率和OLED器件的使用寿命。本专利技术解决现有技术中存在的问题，采用的技术方案如下：一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其结构如通式(1)所示：其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂亚芳基；所述杂原子为氮、氧或硫；Ar1、Ar2、Ar3、Ar4相同或不同；m、n、p、q分别独立的表示为数字0或1，且m+n+p+q≥1；R1、R2、R3、R4分别独立的表示为通式(2)所示结构；R1、R2、R3、R4可以相同或不同；通式(2)中，X1表示为氧原子、硫原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基中的一种；通式(2)中，R5、R6分别独立的表示为氢原子、通式(3)或通式(4)中结构；R5、R6可以相同或不同；通式(3)中a为X2、X3分别为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；a与CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL4-CL5键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键、CL‘3-CL’4键或CL‘4-CL’5键连接。通式(5)中，R7、R8分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5-60元杂芳基；所述杂原子为氮、氧或硫。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以有如下进一步的改进。进一步，当通式(3)中a表示且与CL4-CL5键或CL‘4-CL’5键连接时，X1和X2的位置重叠，只取X1或者X2；X3表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种。具体的，本段内容限定的是类似如下结构：进一步，所述通式(1)符合通式(Ⅰ-1)和(Ⅰ-2)中的任一种：其中，所用符号的含义与前文中相应限定的含义相同。进一步，所述通式(1)符合通式(Ⅱ-1)至(Ⅱ-6)中的任一种：其中，所用符号的含义与前文中相应限定的含义相同，X4、X5、X6与前文中含义一致，X4、X5、X6可以相同或不同。进一步，所述通式(1)符合通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-8)中的任一种其中，所用符号的含义与前文中相应限定的含义相同，通式(Ⅲ-1)至(Ⅲ-8)中X7、X8与前文中X1的含义一致，X7、X8可以相同或不同。进一步，所述通式(1)符合通式(Ⅳ-1)-(Ⅳ-11)中的任一种：其中通式(Ⅳ-1)-(Ⅳ-11)中存在的符号含义与前文限定一致。进一步，通式(1)中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立表示为：或单键中的一种。R7、R8分别独立的表示为苯基、萘基、二联苯基、三联苯基、二苯并呋喃、二苯并噻吩、9,9-二甲基芴或N-苯基咔唑中的一种。进一步，所述化合物的具体结构式为：中的一种。本专利技术还提供了制备上述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物的制备方法，具体内容如下：当Ar1、Ar2、Ar3、Ar4表示为单键时，制备过程中发生的反应方程式为：具体反应过程为：1)将原料A和H-R1用甲苯溶解，其中，所述原料A与H-R1的摩尔比为1:(1.0～1.5)；2)向1)中的反应体系中加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦和叔丁醇钠得混合溶液；所述Pd2(dba)3与原料A的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述三叔丁基膦与原料A的摩尔比为(0.005～0.02):1，所述叔丁醇钠与原料A的摩尔比为(1.5～3.0):1；3)在惰性气体的保护下，将上述混合溶液于95～110℃的温度条件下反应10～24h，自然冷却至室温，对反应溶液进行过滤，而后对滤液进行旋蒸，最后过中性硅胶柱，得到中间体M；4)将中间体M和H-R2用甲苯溶解，其中，所述中间体M与H-R2的摩尔比为1:(1.0～1.5)；5)向4)中的反应体系中加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；所述Pd2(dba)3与中间体M的摩尔比为(0.005～0.01)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)所示：其中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立的表示为单键、取代或未取代的C6-60亚芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～60元杂亚芳基；所述杂原子为氮、氧或硫；Ar1、Ar2、Ar3、Ar4相同或不同；m、n、p、q分别独立的表示为数字0或1，且m+n+p+q≥1；R1、R2、R3、R4分别独立的表示为通式(2)所示结构；R1、R2、R3、R4可以相同或不同；通式(2)中，X1表示为氧原子、硫原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基取代的亚胺基或芳基取代的亚胺基中的一种；通式(2)中，R5、R6分别独立的表示为氢原子、通式(3)通式(4)或通式(5)中结构；R5、R6可以相同或不同；通式(3)中a为X2、X3分别独立的表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种；a与CL1-CL2键、CL2-CL3键、CL3-CL4键、CL4-CL5键、CL‘1-CL’2键、CL‘2-CL’3键、CL‘3-CL’4键或CL‘4-CL’5键连接；通式(5)中，R7、R8分别独立的表示为取代或未取代的C6-60芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5-60元杂芳基；所述杂原子为氮、氧或硫。2.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，当通式(3)中a表示且与CL4-CL5键或CL‘4-CL’5键连接时，X1和X2的位置重叠，只取X1或者X2；X3表示为氧原子、硫原子、硒原子、C1-10直链或支链烷基取代的亚烷基、芳基取代的亚烷基、烷基或芳基取代的胺基中的一种。3.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，所述通式(1)符合通式(Ⅰ-1)和(Ⅰ-2)中的任一种：4.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，所述通式(1)符合通式(Ⅱ-1)至(Ⅱ-6)中的任一种：其中，X4、X5、X6与权力要求1中X1的含义一致，X4、X5、X6可以相同或不同。5.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，所述通式(1)符合通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-8)中的任一种其中，通式(Ⅲ-1)至(Ⅲ-8)中X7、X8与权力要求1中X1的含义一致，X7、X8可以相同或不同。6.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，所述通式(1)符合通式(Ⅳ-1)-(Ⅳ-11)中的任一种：7.根据权利要求1至6任一项所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，通式(1)中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4分别独立表示为：或单键中的一种；R7、R8分别独立的表示为苯基、萘基、二联苯基、三联苯基、二苯并呋喃、二苯并噻吩、9,9-二甲基芴或N-苯基咔唑中的一种。8.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，通式(1)中的R1、R2、R3、R4分别独立的表示为：中的任一种。9.根据权利要求1所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物，其特征在于，所述化合物的具体结构式为：中的一种。10.一种如权利要求1～9任一项所述的以螺氧杂蒽芴为核心的化合物的制备方法，其特征在于，当Ar1、Ar2、Ar3、Ar4表示为单键时，制备过程中发生的反应方程式为：具体反应过程为：1)将原料A和H-R1用甲苯溶解，其中，所述原料A与H-R1的摩尔比为1:(1.0～1.5)；2)向1)中的反应体系中加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦和叔丁醇钠得混合溶液；所述Pd2(dba)3与原料A的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述三叔丁基膦与原料A的摩尔比为(0.005～0.02):1，所述叔丁醇钠与原料A的摩尔比为(1.5～3.0):1；3)在惰性气体的保护下，将上述混合溶液于95～110℃的温度条件下反应10～24h，自然冷却至室温，对反应溶液进行过滤，而后对滤液进行旋蒸，最后过中性硅胶柱，得到中间体M；4)将中间体M和H-R2用甲苯溶解，其中，所述中间体M与H-R2的摩尔比为1:(1.0～1.5)；5)向4)中的反应体系中加入Pd2(dba)3、三叔丁基膦、叔丁醇钠；所述Pd2(dba)3与中间体M的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述三叔丁基膦与中间体M的摩尔比为(0.005～0.02):1，所述叔丁醇钠与中间体M的摩尔比为(1.5～3.0):1；6)在惰性气体的保护下，将上述混合溶液于95～110℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立春，蔡啸，张兆超，李崇，张小庆，
申请(专利权)人：江苏三月光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32