一種有機(jī)化合物及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物，尤其涉及一種可用于寬能帶、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg)的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光層主體材料的有機(jī)化合物、其合成方法，以及包括所述有機(jī)發(fā) 光二極管發(fā)光層主體材料的器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-emitting Diode, 0LED)因具有全固態(tài)、自發(fā)光 性、高亮度、高分辨率、超廣視角（170度以上）、響應(yīng)速度快、低驅(qū)動(dòng)電壓（3-10V)、功耗低、 工作溫度范圍寬、可使用柔性基板、體積小、厚度薄、以及重量輕等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在平面顯示 器領(lǐng)域，逐步受到關(guān)注，如照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、車載顯示、便攜式電子設(shè)備、高清晰度顯示 甚至是軍事領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。0LED-般由兩側(cè)電極以及夾在電極之間的具有半導(dǎo)體性質(zhì) 的有機(jī)薄膜（發(fā)光層）組成，其中至少一側(cè)電極為透明電極。在外界電壓驅(qū)動(dòng)下，陰極注入 的電子和陽(yáng)極注入的空穴在發(fā)光層相互作用，形成受激的激子，激子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí) 輻射躍遷產(chǎn)生能力差，最終以光子的形式釋放。
[0003] 但是有機(jī)電致發(fā)光材料一般為單線態(tài)熒光染料或三線態(tài)磷光染料，但是該材料具 有較強(qiáng)的濃度猝滅效應(yīng)，會(huì)降低發(fā)光層的發(fā)光效率。因此，目前有機(jī)發(fā)光二極管器件中的 發(fā)光層，幾乎都使用主-客發(fā)光體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即將熒光染料或磷光染料等客發(fā)光體材料摻 雜于具有良好的載流子傳輸能力的主體材料中，這可以大大降低激子濃度過(guò)大所引起的淬 滅，尤其是磷光發(fā)光材料的三線態(tài)-三線態(tài)湮滅效應(yīng)。
[0004] 如：Forrest和Thompson等人以4, 4' -N, Ν' -二咔唑基_3, 5_取代苯為主體材 料、藍(lán)光銥配合物為摻雜材料得到的有機(jī)電致發(fā)光器件，最大功率可達(dá)8. 9ml/W。中國(guó)專 利申請(qǐng)CN102031104A公開(kāi)了四苯基硅及咔唑的蒽衍生物的雙極性磷光主體材料，并摻雜 Ir(ppy)3。中國(guó)專利申請(qǐng)CN101368096A公開(kāi)了一種摻雜于主發(fā)光體中的銥絡(luò)合物，以及將 其與主發(fā)光材料摻雜后獲得的發(fā)光層。以及日本專利申請(qǐng)JP2002-305083A也公開(kāi)了主發(fā) 光材料、客發(fā)光材料等有機(jī)層中通常使用的化合物的結(jié)構(gòu)。
[0005] -般情況下，主體材料的能隙應(yīng)當(dāng)大于客發(fā)光體材料的能隙，否則容易發(fā)生能量 從客發(fā)光體回轉(zhuǎn)到主體材料而降低器件的效率，除此之外，對(duì)主體材料--尤其是小分子 主體材料，在結(jié)晶性能以及玻璃化溫度上也有較高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種有機(jī)化合物，所要解決的是0LED中小分子主體材料易結(jié)晶和 Tg較低的問(wèn)題。
[0007] 本申請(qǐng)第一個(gè)方面是提供一種有機(jī)化合物，其具有結(jié)構(gòu)式（I)或（II)所示分子結(jié) 構(gòu)：
[0008]
[0009] 其中，Ar為含雜原子的C4-C7的環(huán)狀基團(tuán)中的任意一種。
[0010] 其中，Ar優(yōu)選為苯環(huán)、吡啶中的任意一種，更優(yōu)選為苯環(huán)。
[0011] 其中，所述有機(jī)化合物，具有結(jié)構(gòu)式（1-1)或（I1-1)所示分子結(jié)構(gòu)：
[0012]
[0013] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，&、私基團(tuán)的數(shù)量可以分別獨(dú)立的為1個(gè)或多個(gè)，并且可以是 在萘環(huán)的任意位置取代。
[0014] 其中，R!、R2可以相同或不同。
[0015] 其中，1?基團(tuán)可以分別獨(dú)立地選自H、C1_C5的烷基中的任意一種。
[0016] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，R可以是選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[0017]
[0018] 其中，Ar!、Ar2、Ar3、Ar4 口」以不日丨〇」現(xiàn)個(gè)丨口」。
[0019] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分別獨(dú)立地選自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一種。
[0020] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述有機(jī)化合物為螺旋狀聯(lián)萘衍生物。
[0021] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C1-C5的烷基可以是優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、異丙基、叔 丁基、正丁基、正戊基中的任意一種或幾種。
[0022] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C6-C20的芳香基可以是優(yōu)選為苯基、聯(lián)苯基、萘基、蒽基 中的任意一種或幾種。
[0023] 在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例中，R基團(tuán)選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[0024]
[0025] 其中，上述有機(jī)化合物為螺旋狀聯(lián)萘衍生物。
[0026] 本發(fā)明第二個(gè)方面是提供一種上述有機(jī)化合物的合成方法，包括：
[0027] 結(jié)構(gòu)式（III)所示的R或S構(gòu)型1，Γ -聯(lián)-2-萘酚與結(jié)構(gòu)式（IV)所示化合物于 45_70°C反應(yīng)，得到中間體（V);其中，Xi和X2分別獨(dú)立地選自鹵素原子；
[0028] 中間體（V)中的鹵素原子&被R基團(tuán)取代得到結(jié)構(gòu)式（I)或（II)所示有機(jī)化合 物。
[0029]
[0030] 其中，&、私基團(tuán)的數(shù)量可以分別獨(dú)立的為1個(gè)或多個(gè)，并且可以是在萘環(huán)的任意 位置取代。
[0031] 其中，Ri、R2可以相同或不同。
[0032] 其中，&、R2基團(tuán)可以分別獨(dú)立地選自H、C1-C5的烷基中的任意一種。
[0033] 其中，Xi和X2可以相同或不同。
[0034] 其中，Xi和X2分別獨(dú)立地優(yōu)選為C1或Br。
[0035] 其中，Ar為C4-C7的環(huán)狀基團(tuán)，含雜原子的C4-C7的環(huán)狀基團(tuán)中的任意一種。
[0036] 其中，Ar優(yōu)選為苯環(huán)、吡啶中的任意一種，更優(yōu)選為苯環(huán)。
[0037] 其中，結(jié)構(gòu)式（IV)所示化合物優(yōu)選為結(jié)構(gòu)式（VI)所示的3, 5-二（鹵代甲基）_鹵 代苯：
[0038]
[0039]
[0040] 其中，R可以是選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[0041]
[0042] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar4 B」以相問(wèn)或小問(wèn)。
[0043] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分別獨(dú)立地選自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一種。
[0044] 其中，本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C1-C5的烷基可以是優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、異丙 基、叔丁基、正丁基、正戊基中的任意一種或幾種。
[0045] 其中，本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C6-C20的芳香基可以是優(yōu)選為苯基、聯(lián)苯基、萘 基、蒽基中的任意一種或幾種。
[0046] 在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例中，R基團(tuán)選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[0047]
[0048] 本發(fā)明所述的合成方法中，結(jié)構(gòu)式（III)所示的1，Γ-聯(lián)-2-萘酚與結(jié)構(gòu)式（IV) 所示化合物之間的反應(yīng)，優(yōu)選為在催化劑存在下進(jìn)行。
[0049] 其中，所述催化劑可以是選自K2C03、Na2C03、Na0H、K0H、Mg/I 2中的任意一種或幾種， 更優(yōu)選為K2C03。
[0050] 本發(fā)明所述的合成方法中，結(jié)構(gòu)式（III)所示的1，Γ-聯(lián)-2-萘酚與結(jié)構(gòu)式（IV) 所示化合物之間的反應(yīng)，反應(yīng)溫度優(yōu)選為50-60°C，更優(yōu)選為在丙酮溶劑中回流條件下進(jìn) 行。
[0051] 本發(fā)明所述的合成方法中，中間體（V)中的乂^皮!?基團(tuán)取代的反應(yīng)，優(yōu)選為中間 體（V)與R-H通過(guò)布赫瓦爾德偶聯(lián)反應(yīng)（Buckwald Coupling)進(jìn)行。
[0052] 本發(fā)明所述的合成方法中，中間體（V)中的Xi被R基團(tuán)取代的反應(yīng)，反應(yīng)溫度優(yōu) 選為80-160°C，更優(yōu)選為90-150°C，更優(yōu)選為在選自二氧六環(huán)、甲苯、丁醚的任意一種或幾 種溶劑中回流反應(yīng)。
[0053] 所述布赫瓦爾德偶聯(lián)反應(yīng)中，優(yōu)選為在堿存在下進(jìn)行，所述堿可以是選自叔丁醇 鈉、Cs2C03、K 2C03、Κ3Ρ04中的任意一種或幾種。
[0054] 本發(fā)明第三個(gè)方面是提供一種有機(jī)發(fā)光器件，包括至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管，所 述有機(jī)發(fā)光二極管包括陽(yáng)極、陰極以及位于所述陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層至 少包括一種具有結(jié)構(gòu)式（I)或（II)所示分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物：
[0055]
[0056] 其中，Ar為C4-C7的環(huán)狀基團(tuán)，含雜原子的C4-C7的環(huán)狀基團(tuán)中的任意一種。
[0057] 其中，Ar優(yōu)選為苯環(huán)、吡啶中的任意一種，更優(yōu)選為苯環(huán)。
[0058] 其中，所述有機(jī)化合物為螺旋狀聯(lián)萘衍生物，具有優(yōu)選結(jié)構(gòu)式（1-1)或（II-1)所 不分子結(jié)構(gòu)：
[0059]
[0060] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，&、私基團(tuán)的數(shù)量可以分別獨(dú)立的為1個(gè)或多個(gè)，并且可以是 在萘環(huán)的任意位置取代。
[0061] 其中，Ri、R2可以相同或不同。
[0062] 其中，&、R2基團(tuán)可以分別獨(dú)立地選自H、C1-C5的烷基中的任意一種。
[0063] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，R可以是選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[0064]
[0065] 其中，可以相同或小同。
[0066] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分別獨(dú)立地選自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一種。
[0067] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C1-C5的烷基可以是優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、異丙基、叔 丁基、正丁基、正戊基中的任意一種或幾種。
[0068] 本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述C6-C20的芳香基可以是優(yōu)選為苯基、聯(lián)苯基、萘基、蒽基 中的任意一種或幾種。
[0069] 在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例中，R基團(tuán)選自如下基團(tuán)中的任意一種：
[00701
[0071] 其中，所述發(fā)光層中還包括摻雜的突光染料或磷光染料。
[0072] 本發(fā)明所述的有機(jī)發(fā)光器件，可以是冷光源，顯示器，或者包括所述顯示器的手 機(jī)、電腦、ATM機(jī)、P0S機(jī)、游戲機(jī)、復(fù)印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、DVD、儀表中的任意一種或幾種。
[0073] 本發(fā)明提供了一種有機(jī)化合物，該有機(jī)化合物為螺旋狀聯(lián)萘衍生物，兩個(gè)萘環(huán)之 間存在一定的二面角而不是完全共軛。這類結(jié)構(gòu)的分子由于苯環(huán)和苯環(huán)之間的不完全共軛 帶來(lái)了 2個(gè)