一种螺环类化合物及应用的制作方法

本发明涉及有机电致发光材料领域，特别是涉及一种螺环类化合物及应用。

背景技术：

1、有机发光二极管(organic light-emitting diodes,oleds)是一类自发光的电子元器件，最早由美籍华裔科学家邓青云(c.w.tang)报道(appl.phys.lett.51,913(1987))。oled显示器具有可视角宽，高对比度，响应速度快，驱动电压低等优点，被广泛应用于各类电子产品中。由于oled器件是在正向偏压下，依靠载流子在各有机层之间的传导与复合而发光，因此开发性能优良的有机材料是oled领域的研究重点。

2、目前，一种被广泛应用的oled器件结构如下所述：阳极/空穴注入层(hil)/空穴传输层(htl)/发光层(eml，发光主体材料:发光客体材料)/电子传输层(etl)/电子注入层(eil)/阴极。在发光层中，引入发光主体材料，有利于降低浓度淬灭效应，提升oled器件的发光效率。其他功能层(例如hil,htl,etl,eil等)的引入，能够降低载流子的注入势垒，提高载流子迁移速率，有利于oled器件启亮电压以及功耗的降低。

3、近年来，随着oled显示器在消费电子领域的使用占比逐年增加，产业界对于oled显示器提出了更高的要求，即，以低功率驱动的同时，发光效率和寿命不低于其他常规显示器。在oled有机材料方面，应当具有良好的载流子(空穴或电子)传输速率和合适的前线轨道能级，保证载流子在各层之间有效的注入和传输。此外，有研究表明，有机薄膜的相态变化是影响oled器件寿命的重要因素。例如，对于部分oled器件，其工作过程中产生的焦耳热，会引起薄膜出现结晶或针孔等缺陷，导致器件的加速老化。因此，成膜性和热稳定性也是有机材料开发中需要重点关注的。目前，现有的材料性能仍然有很大的进步空间。故本发明提供一系列基于螺环的化合物，并应用于oled器件中，表现出优异的器件性能。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种螺环类化合物及其在有机电致发光器件中的应用，用于解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种螺环类化合物，所述螺环类化合物的化学结构如式(1)所示：

3、

4、式(1)中，a选自o、s或nr0；其中，r0选自取代或未取代的c1～c12的烷基、取代或未取代的c3～c12的环烷基、取代或未取代的c6～c30的芳基、或取代或未取代的c2～30的杂芳基；

5、所述环g1、g2，相同或不同地，各自独立地选自取代或未取代的c6～c18的芳香族环，或取代或未取代的c3～c18的杂芳香族环；

6、所述环g3、g4，相同或不同地，各自独立地选自式(2)～式(4)所示的基团，或苯环，且不同时为苯环；

7、

8、在式(2)～式(4)中，z彼此相同或不同，各自独立地选自crarb、nrc、o或s；其中，任意相邻的两个*碳表示与式(1)上五元环的共用连接位点；

9、所述ra、rb相同或不同地，各自独立地选自氢、氘、氘代或未氘代的甲基；所述rc选自取代或未取代的c1～c8的烷基、取代或未取代的c1～c8的杂烷基、取代或未取代的c3～c12的环烷基、取代或未取代的c3～c12的杂环烷基、取代或未取代的c6～c12的芳基，取代或未取代的c2～c12的杂芳基；

10、所述式(1)满足条件：所述g3和g4至少有一个选自式(2)～式(4)中的一个；

11、所述g3和g4均满足条件：当杂原子nrc、s或o的个数多于1个时，任意两个杂原子nrc、s或o之间均间隔至少一个crarb；

12、所述r1、r2、r3、r4分别独立的选自氘、氟、氯、溴、氰基、异腈基、三氟甲基、硝基、取代或未取代的c1～c30的烷基、取代或未取代c3～c30的环烷基、取代或未取代的c1～c30的烷氧基、取代或未取代的c1～c30的烷硫基、取代或未取代的c6～c40的芳基、取代或未取代的c2～c40的杂芳基、取代或未取代的c1～c40的酮基、取代或未取代的c2～c40的烷氧基羰基、取代或未取代的c6～c40的芳氧基羰基、或式(5)所示的基团；

13、m、n、p、q彼此相同或不同，各自独立地选自0至10之间的整数；当m、n、p、q任意一个大于1时，各个r1、r2、r3、r4彼此相同或不同；

14、

15、式(5)中，l1和l3各自独立地选自单键、取代或未取代的c6～c40的亚芳基、取代或未取代的c2～c40的亚杂芳基；l2选自氮原子、取代或未取代的c6～c40的亚芳基、取代或未取代的c2～c40的亚杂芳基；ar选自取代或未取代的c6～c40的芳基、取代或未取代的c2～c40的杂芳基；r选自1～5，且为整数；且当r≥2时，各个l3、ar基团之间彼此相同或不同；*为连接位点。

16、本发明另一方面提供一种有机层，包括前述的螺环类化合物。

17、本发明另一方面提供如本发明前述的螺环类化合物、和/或前述的有机层在有机电致发光器件中的应用。

18、本发明另一方面提供一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和有机层，其中所述有机层为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层或电子传输层中至少一层，且所述有机层包括前述的螺环类化合物。

19、本发明另一方面提供一种显示或照明装置，包括如本发明前述的有机电致发光器件。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、在螺环化合物的适当位置并入环烷基或杂环烷基，一方面能够对这些位点起到官能团保护的功效，有利于提高分子的稳定性；另一方面，能够减少分子间的相互作用，有利于形成稳定的无定形的薄膜，从而提高oled器件的寿命。此外，在这类分子片段的不同位置连接不同的取代基团，可大幅度调节分子的前线轨道能级，从而适用于红，绿，蓝等多种色光的oled器件的各功能层中。

技术特征：

1.一种螺环类化合物，所述螺环类化合物的化学结构如式(1)所示：

2.如权利要求1所述的螺环类化合物，其特征在于，所述螺环类化合物的化学结构如式(6)～(8)所示：

3.如权利要求1或2所述的螺环类化合物，其特征在于，所述式(1)、式(5)～式(8)中，所述取代或未取代中，取代的取代基选自氘、卤素基团、氰基、硝基、三氟甲基、c1～c12的烷基、c3～c12的环烷基、c1～c12的烷氧基、c1～c12的烷硫基、c6～c30的芳基、c2～c30的杂芳基中的一个或多个；并且，r0、r1、r2、r3、r4、l1、l2、l3、ar中的取代基彼此相同或不相同。

4.如权利要求1所述的螺环类化合物，其特征在于，所述g1和g2各自独立地选自如下基团，并且g1和g2彼此相同或不同：

5.如权利要求4所述的螺环类化合物，其特征在于，所述环g1或g2自独立地选自如下基团：

6.如权利要求2所述的螺环类化合物，其特征在于，所述环g5或g6自独立地选自如下基团：

7.如权利要求1所述的螺环类化合物，其特征在于，式(5)所示的基团选自如下结构中的一种或多种：

8.如权利要求1或7所述的螺环类化合物，其特征在于，所述l1、l3各自独立地选自单键或如下基团；l2选自氮原子或如下基团；并且，l1、l2、l3彼此相同或不同：

9.如权利要求8所述的螺环类化合物，其特征在于，所述l1、l3各自独立地选自单键或如下基团；l2选自氮原子或如下基团；并且，l1、l2、l3彼此相同或不同：

10.如权利要求1或7所述的螺环类化合物，其特征在于，ar选自如下基团，且当ar的个数多于1时，不同ar之间彼此相同或不同：

11.如权利要求10所述的螺环类化合物，其特征在于，ar选自如下基团，且当ar的个数多于1时，不同ar之间彼此相同或不同：

12.如权利要求1或6所述的螺环类化合物，其特征在于，所述r0选自如下基团：

13.如权利要求1～12任一项所述的螺环类化合物，其特征在于，所述螺环类化合物选自以下化学结构中的任一个：

14.一种有机层，包括如权利要求1～13所述的螺环类化合物。

15.如权利要求1～13任一项所述螺环类化合物、和/或如权利要求14所述的有机层在有机电致发光器件中的应用。

16.一种有机电致发光器件，包括第一电极、第二电极和有机层，其中所述有机层为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层或电子传输层中至少一层，且所述有机层包括如权利要求1～13中任一项所述的螺环类化合物。

17.如权利要求16所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件包括有机光伏器件、有机发光器件、有机太阳电池、电子纸、有机感光体或有机薄膜晶体管。

18.一种显示或照明装置，其特征在于，其包括如权利要求16～17任一项所述的有机电致发光器件。

技术总结
本发明涉及有机电致发光材料领域，特别是涉及一种螺环类化合物及应用。所述螺环类化合物的化学结构为本发明的螺环类化合物具有优良的载流子传输性质和稳定性，分子合成简单，连接不同取代基可应用于多种色光的空穴传输层材料，可提高器件的发光效率以及寿命，降低器件的生产成本。

技术研发人员：何睦,王湘成,王鹏
受保护的技术使用者：上海钥熠电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12