CN106432317A - 一种硅杂螺芴衍生物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅杂螺芴衍生物，其特征在于其结构为如下通式(I)所示。本发明的硅杂螺芴衍生物可用于制备电子发光器件，制备的电子发光器件效率高，热稳定性好，寿命长。

Description

一种硅杂螺芴衍生物及其应用

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体的说提供了一种一种硅杂螺芴衍生物及其应用。

背景技术

目前显示屏以TFT-LCD为主，由于为非自发光之显示器，必须透过背光源投射光线，依序穿透TFT-LCD面板中之偏光板、玻璃基板、液晶层、彩色滤光片、玻璃基板、偏光板等相关零组件，最后进入人之眼睛成像，达到显示之功能。但是其显示屏反应速率慢、耗电、视角窄等缺点，不足成为完美的显示屏

有机电致发光二极管(OLEDs)，作为一种全新的显示技术在各个性能上拥有现有显示技术无以伦比的优势，如全固态、自主发光、亮度高、高分辨率、视角宽(170度以上)、响应速度快、厚度薄、体积小、重量轻、可使用柔性基板、低电压直流驱动(3-10V)、功耗低、工作温度范围宽等，使得它的应用市场十分广泛，如照明系统、通讯系统、车载显示、便携式电子设备、高清晰度显示，甚至是军事领域。

目前有机发光二极管器件中的发光层，几乎都使用主客发光体系统结构即将客发光体材料掺杂于主体材料中，这可以大大降低激子浓度过大引起的淬灭，尤其是磷光发光材料的三线态-三线态湮灭效应。

而且，一般要求主体材料的能隙应该大于客发光体材料的能隙，否则容易发生能量从客发光体回转到主体材料而降低器件的效率，除此之外，还对主体材料在结晶性能以及玻璃化温度上有较高的要求。

因此，一种能够解决目前现有技术在实际应用过程中出现的各种问题的主体材料和电子传输材料，是本领域迫切需要的。

发明内容

本发明首先提供了一种硅杂螺芴衍生物，其结构为如下通式(I)所示：

其中X为空、S、O、单键或烷基；优选的X为空或单键；

R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、苯、含苯化合物基团、杂环化合物基团或稠环芳烃基团，上述基团可进一步被取代；优选地，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、取代或未取代的苯、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、均三嗪或喹啉；

进一步优选的，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、或如下基团：

进一步优选的，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢或如下基团：

本发明优选的化合物为如下化合物1和化合物2：

本发明还提供了一种电子发光器件，包含阴极、阳极和有机层，有机层中的一层或几层含有上述硅杂螺芴衍生物。

本发明的硅杂螺芴衍生物可以用于有机层的发光层、电子传输层或空穴传输层中的一层或一层以上。其可以单独使用，也可以作为主体材料与其他化合物合用。其具体应用如下：

1)可以用于红光，绿光的主体材料

2)可以用于电子传输材料

本发明的一种硅杂螺芴衍生物作为OLED材料的应用，不仅可以解决小分子主体材料易于结晶以及一些宽能带主体材料低Tg的缺点，而且由于在结构中同时引入具有推电子性能的基团以及拉电子性能的基团，可以平衡主体材料的电子以及空穴的传导性能，提高器件效率。

本发明所提供的硅杂螺芴衍生物均可以通过简单的化学偶联反应制备得到。

本发明的一种硅杂螺芴衍生物，其结构特点是苯环之间不完全共轭，从而使得HOMO和LUMO的能及差较大，不易产生能量回转；分子的不共平面使得不容易产生堆积作用而发生浓度淬灭效应；提高Tg，降低结晶的可能。所述化合物作为磷光主体材料，该类发光材料具有热稳定性好，器件效率高，寿命长等优点，具有应用于AMOLED产业的可能。

具体实施方式

下列实施例中所用的原材料均为普通市售产品。

实施例1化合物1的合成

原材料：

合成路线：

所有操作都在Ar气保护下无水无氧环境下操作，化合物A、B、C各0.1mol加入500ml圆底烧瓶中，以无水四氢呋喃为溶剂，在60-70度下加热回流24h，冷却至室温，提取有机溶剂并使用旋转蒸发仪真空浓缩，得到的粗产品用二氯甲烷/正己烷为流动相柱层析提纯，干燥后就得到化合物1。

化合物1的相关表征数据如下：

MS:m/z＝643.23(M+H+)；1HNMR(400M,d6-DMSO):8.65(d,2H),7.76(s,2H),7.54-7.62(m,8H),7.42-7.52(m,10H),7.22-7.32(m,8H)；

元素分析：C44H30N4Si

计算值：C,82.21；H,4.70；N,8.72；实测值：C,82.20；H,4.73；N,8.70。

实施例2

化合物2的合成

原材料：

所有操作都在Ar气保护下无水无氧环境下操作，化合物D与化合物B、E各0.1mol加入500ml圆底烧瓶中，以无水四氢呋喃为溶剂，在60-70度下加热回流24h，冷却至室温，提取有机溶剂并使用旋转蒸发仪真空浓缩，得到的粗产品用二氯甲烷/正己烷为流动相柱层析提纯，干燥后就得到产品。

化合物2的相关表征数据如下：

MS:m/z＝692.23(M+H+)；1HNMR(400M,d6-DMSO):9.26(s,1H),8.01(d,1H),7.82-7.84(m,4H),7.42-7.75(m,15H),7.32-7.36(m,6H),7.22(m,2H)；

元素分析：C47H29N5Si

计算值：C,81.59；H,4.22；N,10.12；实测值：C,81.60；H,4.23；N,10.11。

实施例3器件制作

器件制作工艺如下：

所有材料均为市售产品，可购自Alfa，Aldrich等公司。

实施例3-1

将透明阳极电极ITO基板在异丙醇中超声清洗5分钟，并暴露在紫外光下20分钟，随后用plasma处理10分钟。随后将处理后的ITO基板放入蒸镀设备。首先蒸镀一层40nm的NPB，然后混合蒸镀化合物1和以及Ir(ppy)3(重量比为7％)，作为发光层，随后蒸镀40nm的Alq3(8-羟基喹啉铝)作为电子传输层，随后再蒸镀1nmLiF，最后蒸镀100nm的金属Al。

实施例3-2

其余同实施例3-1，只是用化合物2替换化合物1。

实施例3-3

其余同实施例3-1，只是用CBP替换化合物1。

实施例3-4

其余同实施例3-3，只是用化合物1替换Alq3作为电子传输层。

实施例3-1、3-2、3-3、3-4中各层分布简单表示如下：

3-1：ITO/NPB/化合物1：Ir(ppy)3/Alq3/LiF/Al

3-2：ITO/NPB/化合物2：Ir(ppy)3/Alq3/LiF/Al

3-3：ITO/NPB/CBP：Ir(ppy)3/Alq3/LiF/Al

3-4：ITO/NPB/CBP：Ir(ppy)3/化合物1/LiF/Al

在1000nits亮度下，测定上述器件的效率(Cd/A)，驱动电压(Voltage)，色坐标等。

与实施例3-3相比，作为主体材料实施例3-1和3-2都表现出相应较高的器件效率；作为电子传输材料，实施例3-4都较实施例3-3表现出更高的效率和更低的驱动电压。

除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。

本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种硅杂螺芴衍生物，其特征在于其结构为如下通式(I)所示：

其中X为空、S、O、单键或烷基；

R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、苯、含苯化合物基团、杂环化合物基团或稠环芳烃基团。

2.根据权利要求1所述的硅杂螺芴衍生物，其特征在于其中X为空或单键。

3.根据权利要求1或2任一项所述的硅杂螺芴衍生物，其特征在于其中R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、取代或未取代的苯、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、均三嗪或喹啉。

4.根据权利要求3所述的硅杂螺芴衍生物，其特征在于其中R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢、或如下基团：

5.根据权利要求3所述的硅杂螺芴衍生物，其特征在于其中R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢或如下基团：

6.根据权利要求1所述的硅杂螺芴衍生物，其为如下化合物1或化合物2：

7.一种电子发光器件，含有阴极、阳极和有机层，其特征在于有机层中含有权利要求1-6任一项所述的硅杂螺芴衍生物。

8.根据权利要求7所述的电子发光器件，其特征在于权利要求1-6任一项所述的硅杂螺芴衍生物作为发光层、电子传输层或空穴传输层中的一层或一层以上。

9.根据权利要求8所述的电子发光器件，其特征在于权利要求1-6任一项所述的硅杂螺芴衍生物单独使用，或作为主体材料与其他化合物联用。

10.权利要求1-6任一项所述的硅杂螺芴衍生物在电子发光器件中的应用。