一种含螺环结构的有机电致发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机电致发光材料领域，尤其涉及一种含螺环结构的有机电致发光材料及其制备方法和应用，该材料其通式如式Ⅰ所示：

Organic electroluminescent material with screw ring structure, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of organic electroluminescent materials, in particular to an organic electroluminescent material with a spiro structure, a preparation method and an application thereof, wherein the general formula of the material is as shown in equation i.:

【技术实现步骤摘要】
一种含螺环结构的有机电致发光材料及其制备方法和应用
本专利技术属于有机电致发光材料领域，尤其涉及一种含螺环结构的有机电致发光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
有机电致发光器件(organiclightemittingdiode,简称为OLED)的起源可以追溯到二十世纪六十年代，Pope等人以蒽单晶外加直流电压而使其发光，但因驱动电压高(100V)且发光亮度以及效率都比较低，并没有引起太多的重视。随着技术的不断改进.在1987年Kodak公司的C.W.Tang等人以8-羟基喹啉铝(Alq3)为发光材料，采用真空蒸镀的方法制成了具有双层夹心结构的OLED，启亮电压仅有几伏特，亮度最高可达1000cd/m2，由此，标志OLED朝向实用化迈出了重要的一步，从而成为有机电致发光领域的一个重要里程碑。目前，对于OLED提高性能的研究包括：降低器件的驱动电压，提高器件的发光效率以及提高器件的使用寿命等。为了实现OLED的性能的不断提升，不仅需要从OLED的结构以及OLED的制作工艺的创新，更需要对OLED中所使用的光电材料进行不断的研究和创新，创制出更高性能的应用在OLED中的光电功能材料。所提到的光电功能材料从用途上可划分为两大类，即电荷注入传输材料和发光材料，进一步地，还可将电荷注入传输材料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，还可以将发光材料分为主体发光材料和掺杂材料。为了制作高性能的OLED，要求光电功能材料具备良好的光电特性，例如，作为电荷传输材料，要求其具有良好的载流子迁移率以及较高的玻璃转化温度等，而作为发光层的主体材料要求材料具有良好双极性，以及适当的最高占据分子轨道(简称HOMO)/最低未占分子轨道(简称LUMO)能阶等。OLED至少包括两层以上结构，需要指出的是，产业上应用的OLED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、以及电子注入层等多种功能膜层，也就是说应用于OLED的光电功能材料包含空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子注入材料等，由此可以看出应用在OLED中的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的OLED中的性能表现，也可能完全迥异。而对于螺型材料，因具有相互交叉的平面构型，能够有效避免分子聚集，从而增加材料的薄膜稳定性，通过在螺型材料的适当位点，引入不同的取代基，能够较好地调节材料的光谱色，改善材料的热稳定性和薄膜稳定性。另外螺型结构可修饰性强，开发不同种类和结构的螺型结构，并在此基础上，经过适当的化学修饰，将有希望获得性能优良的有机电致发光材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含螺环结构的有机电致发光材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的有机电致发光材料，具有高的热稳定性和高的玻璃化转变温度，作为OLED的发光层主体材料，使得OLED电流效率，功率效率和量子效率均得到很大改善，同时还大大提升OLED的寿命。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种含螺环结构的有机电致发光材料，包括具有符合式Ⅰ所示的分子结构，其中，Ar1、Ar2各自独立地选自苯基、碳原子数为7～14的苯烷基、碳原子数为10～60的多环共轭芳基、以及含有N、S、O中的至少一种的碳原子数为12～60芳族杂环基中的一种；Ar1、Ar2相同或不相同。其中Ar1、Ar2各自独立地选自下述结构式之一：其中，*代表能够与母核结构键合的键合位点。本专利技术提供一种含螺环结构的有机电致发光材料的制备方法，包括以下步骤：A、在惰性气体的保护下，将原料1、双联硼酸频哪醇酯、催化剂A和碱加入到有机溶剂中，反应得到中间体1，其反应方程式为：B、在惰性气体的保护下，将步骤A中得到的中间体1、原料2、碱和催化剂B加入到有机溶剂中，反应得到中间体2，其反应方程式为：C、在惰性气体的保护下，将步骤B中得到的中间体2和碱加入到有机溶剂中，反应得到中间体3，其反应方程式为：D、在惰性气体的保护下，将步骤C中得到的中间体3加入到酸性条件下的有机溶剂中，反应得到中间体4，其反应方程式为：E、在惰性气体的保护下以及在-100～0℃的温度条件下，将有机锂试剂、原料3加入到有机溶剂中进行反应，然后加入步骤D中得到的中间体4，反应得到中间体5，其反应方程式为：F、在惰性气体的保护下，将步骤E中得到的中间体5、酸加入到有机溶剂中，反应得到有机电致发光材料产物Ⅰ，其反应方程式为：进一步，在步骤A中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h；在步骤B中，所述反应温度为0～90℃，反应时间为2～24h；在步骤C中，所述反应温度为0～130℃，反应时间为2～24h；在步骤D中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h；在步骤F中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h。进一步，在步骤A、步骤B、步骤C中，所述碱均为碳酸钾、碳酸钠、醋酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或几种。进一步，在步骤A中，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或几种；在步骤B中，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、二氧六环、二甲基乙酰胺中的一种或几种；在步骤C中，所述有机溶剂为正丁醇、仲丁醇、乙醇、正丙醇中的一种或几种；在步骤D中，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、二氧六环中的一种或几种；在步骤E中，所述有机溶剂为四氢呋喃；在步骤F中，所述有机溶剂为苯、二甲苯、三甲苯中的一种或几种。进一步，在步骤A中，所述双联硼酸频哪醇酯与原料1的摩尔量比为(1～2)：1；所述催化剂A与原料1摩尔比为(0.001～0.1)：1；在步骤B中，所述原料2与中间体1摩尔比为(1～2)：1；所述催化剂B与原料2摩尔比为(0.001～0.1)：1，在步骤E中，所述有机锂试剂与原料3摩尔比为(1～1.05)：1；所述原料3与中间体4摩尔比为(1～1.05)：1，在步骤F中，所述酸与中间体5摩尔比为(1～2)：1。进一步，在步骤A中，所述催化剂A为Pd(dppf)Cl2、Pd(PPh3)2Cl2中的一种为几种；在步骤B中，所述催化剂B为Pd(OAc)2、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2、Pd2(dba)3中的一种或几种；在步骤E中，所述有机锂试剂为正丁基锂；在步骤F中，所述酸为对苯磺酸、甲磺酸、三氟乙酸中的一种或几种。本专利技术一种含螺环结构的有机电致发光材料在有机电致发光领域中的应用。本专利技术提供一种有机电致发光器件，包括至少一层含有上述一种含螺环结构的有机电致发光材料的功能层。进一步，一种有机电致发光器件，所述功能层为发光层。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种含螺环结构的有机电致发光材料，并提供了该类材料的合成方法，以该材料作为发光材料制作的OLED器件，展示了较好的效能，其特点在于：1.通过一定的化学方法，制备了一种含螺环结构的有机电致发光材料。2.该类材料具有较好的薄膜稳定性和适合的分子能级，可以作为蓝色发光材料，应用在有机电致发光领域中。3.该类材料具有很好的热稳定性，玻璃化转变温度和分解温度都很高，容易形成良好的无定形薄膜，应用在电致发光器件中，可以获得更加稳定的效果和更长的使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含螺环结构的有机电致发光材料，其特征在于，包括具有符合式Ⅰ所示的分子结构，

【技术特征摘要】
1.一种含螺环结构的有机电致发光材料，其特征在于，包括具有符合式Ⅰ所示的分子结构，其中，Ar1、Ar2各自独立地选自苯基、碳原子数为7～14的苯烷基、碳原子数为10～60的多环共轭芳基、以及含有N、S、O中的至少一种的碳原子数为12～60芳族杂环基中的一种。2.一种如权利要求1所述一种含螺环结构的有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在惰性气体的保护下，将原料1、双联硼酸频哪醇酯、催化剂A和碱加入到有机溶剂中，反应得到中间体1，其反应方程式为：B、在惰性气体的保护下，将步骤A中得到的中间体1、原料2、碱和催化剂B加入到有机溶剂中，反应得到中间体2，其反应方程式为：C、在惰性气体的保护下，将步骤B中得到的中间体2和碱加入到有机溶剂中，反应得到中间体3，其反应方程式为：D、在惰性气体的保护下，将步骤C中得到的中间体3加入到酸性条件下的有机溶剂中，反应得到中间体4，其反应方程式为：E、在惰性气体的保护下以及在-100～0℃的温度条件下，将有机锂试剂、原料3加入到有机溶剂中进行反应，然后加入步骤D中得到的中间体4，反应得到中间体5，其反应方程式为：F、在惰性气体的保护下，将步骤E中得到的中间体5、酸加入到有机溶剂中，反应得到有机电致发光材料产物Ⅰ，其反应方程式为：3.根据权利要求2所述一种含螺环结构的有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h；在步骤B中，所述反应温度为0～90℃，反应时间为2～24h；在步骤C中，所述反应温度为0～130℃，反应时间为2～24h；在步骤D中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h；在步骤F中，所述反应温度为0～150℃，反应时间为2～24h。4.根据权利要求2所述一种含螺环结构的有机电致发光材料的制备方法，其特征在于，在步骤A、步骤B、步骤C中，所述碱均为碳酸钾、碳酸钠、醋酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张善国，付文岗，林存生，牛江龙，邹春孝，柏荣楠，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37