CN107614493B - 螺环化合物和包含其的有机发光器件 - Google Patents

螺环化合物和包含其的有机发光器件 Download PDF

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Abstract

本说明书涉及螺环结构化合物和包含其的有机发光器件。

Description

螺环化合物和包含其的有机发光器件
技术领域
本申请要求分别于2015年10月6日和2016年6月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0140433号和第10-2016-0071259号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及螺环结构化合物和包含其的有机发光器件。
背景技术
通常，有机发光现象是指通过使用有机材料将电能转换成光能的现象。利用有机发光现象的有机发光器件通常具有这样的结构：其包括正电极、负电极和介于其间的有机材料层。在此，在许多情况下有机材料层可具有由不同材料构成的多层结构以提高有机发光器件的效率和稳定性，例如，有机材料层可由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等构成。在有机发光器件的结构中，如果向两个电极之间施加电压，则空穴从正电极注入有机材料层，电子从负电极注入有机材料层，当注入的空穴与电子彼此相遇时形成激子，并且当激子再次返回基态时发光。
一直需要开发用于前述有机发光器件的新材料。
[引用列表]
[专利文献]
美国专利申请公开第2004-0251816号
发明内容
技术问题
本说明书提供了螺环结构化合物和包含其的有机发光器件。
技术方案
本说明书提供了螺环结构化合物和包含其的有机发光器件。
[化学式1]
Figure GDA0002408958800000021
在化学式1中，
X1为O或S，
R1至R12中的至少一者为-L1-Ar1，并且其他的和R13彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
r13为1至4的整数，
当r13为2或更大时，两个或更多个R13彼此相同或不同，
L1为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚杂芳基，
Ar1为经取代或未经取代的氧化膦基团；或者由以下化学式2至6中的任一者表示，
[化学式2]
Figure GDA0002408958800000022
在化学式2中，
X2为N或CR14，X3为N或CR15，以及X4为N或CR16，
X2至X4中的至少一者为N，
G1至G3和R14至R16中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
[化学式3]
Figure GDA0002408958800000031
在化学式3中，
X5为N或CR17，以及X6为N或CR18，
X5和X6中的至少一者为N，
G4至G9、R17和R18中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，或者相邻基团彼此结合形成经取代或未经取代的环，
[化学式4]
Figure GDA0002408958800000042
在化学式4中，
G10至G15中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
[化学式5]
Figure GDA0002408958800000041
在化学式5中，
X7为N或CR19，X8为N或CR20，X9为N或CR21，以及X10为N或CR22，
X7至X10中的至少一者为N，
G16至G21和R19至R22中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
[化学式6]
Figure GDA0002408958800000051
在化学式6中，
Y1为O、S、NQ1或CQ2Q3，并且
G22至G26中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的和Q1至Q3彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。
此外，本说明书的一个示例性实施方案提供了有机发光器件，其包括：第一电极；设置成面向第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的一个或更多个有机材料层，其中有机材料层中的一个或更多个层包含由化学式1表示的螺环结构化合物。
有益效果
根据本说明书的一个示例性实施方案的螺环结构化合物可用作用于有机发光器件的有机材料层的材料，并且可以通过使用其来提高有机发光器件的效率，实现低驱动电压和/或改善寿命特性。
附图说明
图1示出了根据本说明书的一个示例性实施方案的有机发光器件10。
图2示出了根据本说明书的另一个示例性实施方案的有机发光器件11。
具体实施方式
下文中，将更详细地描述本说明书。
本说明书提供了一种由化学式1表示的螺环结构化合物。
在本说明书中，当一个部件“包括”一个组成元件时，除非另有具体描述，否则这不意指排除另外的组成元件，而是意指还可包括另外的组成元件。
在本说明书中，当一个构件设置在另一构件“上”时，这不仅包括一个构件与另一构件接触的情况，还包括还有另外的构件存在于这两个构件之间的情况。
在本说明书中，取代基的实例将在以下进行描述，但是本说明书不限于此。
术语“取代”意指与化合物的碳原子结合的氢原子变成另一取代基，并且待取代的位置不受限制，只要该位置是氢原子被取代的位置(即，取代基可取代的位置)即可，并且当取代两个或更多个时，两个或更多个取代基可彼此相同或不同。
在本说明书中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个或两个或更多个取代基取代：氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羰基、醚基、酯基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、和经取代或未经取代的杂环基，或者经以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代，或不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基连接的取代基”可为联苯基。即，联苯基还可为芳基，或者可解释为两个苯基连接的取代基。
在本说明书中，
Figure GDA0002408958800000071
意指与另一取代基结合的部分或结合部分。
在本说明书中，卤素基团可为氟、氯、溴或碘。
在本说明书中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。具体地，酰亚胺基可为具有以下结构的化合物，但不限于此。
Figure GDA0002408958800000072
在本说明书中，对于酰胺基，酰胺基的氮可经氢、具有1至30个碳原子的直链、支链或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，酰胺基可为具有以下结构式的化合物，但不限于此。
Figure GDA0002408958800000073
在本说明书中，羰基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。具体地，羰基可为具有以下结构的化合物，但不限于此。
Figure GDA0002408958800000081
在本说明书中，对于酯基，酯基的氧可经具有1至25个碳原子的直链、支链或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，酯基可为具有以下结构式的化合物，但不限于此。
Figure GDA0002408958800000082
在本说明书中，对于醚基，醚基的氧可经具有1至25个碳原子的直链、支链或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，醚基可为具有以下结构式的化合物，但不限于此。
Figure GDA0002408958800000083
在本说明书中，烷基可为直链或支链的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例包括：甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。
在本说明书中，环烷基没有特别限制，但优选具有3至30个碳原子，并且其具体实例包括：环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。
在本说明书中，烷氧基可为直链、支链或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例可包括：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。
在本说明书中，胺基可选自：-NH2、单烷基胺基、二烷基胺基、N-烷基芳基胺基、单芳基胺基、二芳基胺基、N-芳基杂芳基胺基、N-烷基杂芳基胺基、单杂芳基胺基、和二杂芳基胺基，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。胺基的具体实例包括：甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、二甲苯基胺基、N-苯基甲苯基胺基、三苯基胺基、N-苯基联苯基胺基、N-苯基萘基胺基、N-联苯基萘基胺基、N-萘基芴基胺基、N-苯基菲基胺基、N-联苯基菲基胺基、N-苯基芴基胺基、N-苯基三苯基胺基、N-菲基芴基胺基、N-联苯基芴基胺基等，但不限于此。
在本说明书中，N-烷基芳基胺基意指其中胺基的N被烷基和芳基取代的胺基。
在本说明书中，N-芳基杂芳基胺基意指其中胺基的N被芳基和杂芳基取代的胺基。
在本说明书中，N-烷基杂芳基胺基意指其中胺基的N被烷基和杂芳基胺基取代的胺基。
在本说明书中，烷基胺基、N-烷基芳基胺基、烷基硫基、烷基磺酰基和N-烷基杂芳基胺基中的烷基与烷基的上述实例相同。具体地，烷基硫基的实例包括甲基硫基、乙基硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基等，并且烷基磺酰基的实例包括甲磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基等，但不限于此。
在本说明书中，烯基可为直链或支链的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30。其具体实例包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、
Figure GDA0002408958800000101
基、苯乙烯基等，但不限于此。
在本说明书中，甲硅烷基的具体实例包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。
在本说明书中，硼基可为-BR100R101，并且R100和R101彼此相同或不同，并且可各自独立地选自氢；氘；卤素；腈基；经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的单环或多环环烷基；经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的直链或支链烷基；经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的单环或多环芳基；以及经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的单环或多环杂芳基。
在本说明书中，氧化膦基团的具体实例包括二苯基氧化膦基团、二萘基氧化膦等，但不限于此。
在本说明书中，芳基没有特别限制，但优选具有6至30个碳原子，并且芳基可为单环或多环的。
当芳基为单环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为6至30。单环芳基的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。
当芳基为多环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为10至30。多环芳基的具体实例可包括萘基、蒽基、菲基、三苯基、芘基、菲那基(phenalenyl)、
Figure GDA0002408958800000102
基、
Figure GDA0002408958800000103
基、芴基等，但不限于此。
在本说明书中，芴基可被取代，并且相邻基团可彼此结合形成环。
当芴基被取代时，芴基可为
Figure GDA0002408958800000104
Figure GDA0002408958800000105
等。然而，芴基不限于此。
在本说明书中，“相邻”基团可意指经与相应取代基取代的原子直接连接的原子所取代的取代基，位于空间上最接近相应取代基的取代基，或者经相应取代基取代的原子所取代的另一取代基。例如，在苯环中的邻位上取代的两个取代基和脂族环中取代同一个碳的两个取代基可解释为彼此“相邻”的基团。
在本说明书中，芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基、N-芳基烷基胺基、N-芳基杂芳基胺基和芳基膦基中的芳基与芳基的上述实例相同。具体地，芳氧基的实例包括：苯氧基、对甲苯氧基、间甲苯氧基、3,5-二甲基-苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-联苯氧基、4-联苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲基-1-萘氧基、5-甲基-2-萘氧基、1-蒽氧基、2-蒽氧基、9-蒽氧基、1-菲氧基、3-菲氧基、9-菲氧基等，芳基硫基的实例包括苯基硫基、2-甲基苯基硫基、4-叔丁基苯基硫基等，并且芳基磺酰基的实例包括苯磺酰基、对甲苯磺酰基等，但是实例不限于此。
在本说明书中，芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、经取代或未经取代的二芳基胺基、或者经取代或未经取代的三芳基胺基。芳基胺基中的芳基可为单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基胺基可包含单环芳基、多环芳基、或单环芳基和多环芳基二者。例如，芳基胺基中的芳基可选自芳基的上述实例。
在本说明书中，杂芳基包含一个或更多个除碳以外的原子(即，杂原子)，并且具体地，杂原子可包括选自O、N、Se和S等的一种或更多种原子。其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30，并且杂芳基可为单环或多环的。杂环基的实例包括：噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
Figure GDA0002408958800000111
唑基、
Figure GDA0002408958800000112
二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并
Figure GDA0002408958800000113
唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基(菲咯啉)、噻唑基、异
Figure GDA0002408958800000114
唑基、
Figure GDA0002408958800000115
二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。
在本说明书中，杂芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单杂芳基胺基、经取代或未经取代的二杂芳基胺基、或者经取代或未经取代的三杂芳基胺基。包含两个或更多个杂芳基的杂芳基胺基可包含单环杂芳基、多环杂芳基、或者单环杂芳基和多环杂芳基二者。例如，杂芳基胺基中的杂芳基可选自杂芳基的上述实例。
在本说明书中，N-芳基杂芳基胺基和N-烷基杂芳基胺基中的杂芳基的实例与杂芳基的上述实例相同。
在本说明书中，杂环基可为单环或多环的，可为芳族环、脂族环、或者芳族环和脂族环的稠环，并且可选自杂芳基的实例。此外，杂环基的实例包括包含氢吖啶基(例如，
Figure GDA0002408958800000121
)和磺酰基(例如，
Figure GDA0002408958800000122
Figure GDA0002408958800000123
等)的杂环结构，杂芳基的稠合结构等，但不限于此。
在本说明书中，稠合结构可为其中芳族环与相应取代基稠合的结构。苯并咪唑的稠环的实例包括
Figure GDA0002408958800000124
Figure GDA0002408958800000125
等，但不限于此。
在本说明书中，芳族环可为单环或多环的，并且可选自芳基的实例。
在本说明书中，在由相邻基团结合而形成的经取代或未经取代的环中，“环”意指经取代或未经取代的烃环、或者经取代或未经取代的杂环。
在本说明书中，烃环可为芳族环、脂族环、或者芳族环和脂族环的稠环，并且除了不是一价的烃环以外，可选自环烷基或芳基的实例。
在本说明书中，芳族环可为单环或多环的，并且除了不是一价的芳族环以外，可选自芳基的实例。
在本说明书中，杂环包含一个或更多个除碳以外的原子(即，杂原子)，并且具体地，杂原子可包括选自O、N、Se和S等的一种或更多种原子。杂环可为单环或多环的，可为芳族环、脂族环、或者芳族环和脂族环的稠环，并且除了不是一价的杂环以外，可选自杂芳基或杂环基的实例。
在本说明书中，亚芳基意指在芳基中具有两个结合位置，即二价基团。除了亚芳基各自为二价基团以外，可应用对芳基的上述描述。
在本说明书中，亚杂芳基意指在杂芳基中具有两个结合位置，即二价基团。除了亚杂芳基各自为二价基团以外，可应用对杂芳基的上述描述。
根据本说明书的一个示例性实施方案，化学式1由以下化学式1-1至1-3中的任一者表示。
[化学式1-1]
Figure GDA0002408958800000131
[化学式1-2]
Figure GDA0002408958800000132
[化学式1-3]
Figure GDA0002408958800000133
在化学式1-1至1-3中，
X1、R1至R13、L1、Ar1和r13的定义与化学式1中的那些相同，
R101为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
r101为1至3，并且
当r101为2或更大时，两个或更多个R101彼此相同或不同。
根据本说明书的一个示例性实施方案，化学式1由以下化学式1-4至1-15中的任一者表示。
[化学式1-4]
Figure GDA0002408958800000141
[化学式1-5]
Figure GDA0002408958800000142
[化学式1-6]
Figure GDA0002408958800000151
[化学式1-7]
Figure GDA0002408958800000152
[化学式1-8]
Figure GDA0002408958800000153
[化学式1-9]
Figure GDA0002408958800000161
[化学式1-10]
Figure GDA0002408958800000162
[化学式1-11]
Figure GDA0002408958800000163
[化学式1-12]
Figure GDA0002408958800000164
[化学式1-13]
Figure GDA0002408958800000171
[化学式1-14]
Figure GDA0002408958800000172
[化学式1-15]
Figure GDA0002408958800000173
在化学式1-4至1-15中，
R1至R13、L1、Ar1和r13的定义与化学式1中的那些相同，
R101为氢、氘、腈基、硝基、羟基、羰基、酯基、酰亚胺基、酰胺基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基膦基、经取代或未经取代的氧化膦基团、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，
r101为1至3，并且
当r101为2或更大时，两个或更多个R101彼此相同或不同。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，L1为直接键、或者经取代或未经取代的亚芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，L1为直接键、或者经取代或未经取代的亚苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，L1为直接键、或亚苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1为经取代或未经取代的氧化膦基团。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1为未经取代的或经芳基取代的氧化膦基团。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1为未经取代的或者经苯基或萘基取代的氧化膦基团。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1为经苯基或萘基取代的氧化膦基团。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1由化学式2表示。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，化学式2由以下化学式2-1至2-3中的任一者表示。
Figure GDA0002408958800000181
在化学式2-1至2-3中，G1至G3、R15和R16中的任一者，G1至G3和R16中的任一者，或者G1至G3中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、未经取代的或经烷基取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式2-1中，G1至G3、R15和R16中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或芳基。
根据本说明书的又一个示例性实施方案，在化学式2-1中，G1至G3、R15和R16中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、萘基、或联苯基。
根据本说明书的再一个示例性实施方案，在化学式2-2中，G1至G3和R16中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或芳基。
根据本说明书的再又一个示例性实施方案，在化学式2-2中，G1至G3和R16中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、萘基、或联苯基。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式2-3中，G1至G3中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、未经取代的或经烷基取代的芳基、或杂芳基。
根据本说明书的又一个示例性实施方案，在化学式2-3中，G1至G3中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、萘基、联苯基、经甲基取代的芴基、或吡啶基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1由化学式3表示。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，化学式3由以下化学式3-1至3-3中的任一者表示。
[化学式3-1]
Figure GDA0002408958800000191
[化学式3-2]
Figure GDA0002408958800000201
[化学式3-3]
Figure GDA0002408958800000202
在化学式3-1至3-3中，
G4至G9和R18中的任一者，G4至G9和R17中的任一者，或者G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或者经取代或未经取代的芳基，或者相邻基团彼此结合形成经取代或未经取代的环。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式3-1中，G4至G9和R18中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或芳基。
根据本说明书的又一个示例性实施方案，在化学式3-1中，G4至G9和R18中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、联苯基、或萘基。
根据本说明书的再一个示例性实施方案，在化学式3-3中，G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或芳基。
根据本说明书的再又一个示例性实施方案，在化学式3-3中，G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、联苯基、或萘基。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式3-3中，G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的中的相邻基团彼此结合形成经取代或未经取代的杂环。
根据本说明书的又一个示例性实施方案，在化学式3-3中，G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的中的相邻基团彼此结合形成杂环。
根据本说明书的再又一个示例性实施方案，在化学式3-3中，G4至G9中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的中的相邻基团彼此结合形成苯并咪唑环。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1由化学式4表示。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式4中，G10至G15中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1由化学式5表示。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，化学式5由以下化学式5-1至5-8中的任一者表示。
[化学式5-1]
Figure GDA0002408958800000211
[化学式5-2]
Figure GDA0002408958800000212
[化学式5-3]
Figure GDA0002408958800000221
[化学式5-4]
Figure GDA0002408958800000222
[化学式5-5]
Figure GDA0002408958800000223
[化学式5-6]
Figure GDA0002408958800000224
[化学式5-7]
Figure GDA0002408958800000231
[化学式5-8]
Figure GDA0002408958800000232
在化学式5-1至5-8中，G16至G21、R18、R21和R22中的任一者，G16至G21和R20至R22中的任一者，G16至G21、R21和R22中的任一者，G16至G21、R19和R22中的任一者，G16至G21、R19和R21中的任一者，G16至G21和R22中的任一者，G16至G21和R21中的任一者，或者G16至G21中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，Ar1由化学式6表示。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，化学式6由以下化学式6-1至6-4表示。
[化学式6-1]
Figure GDA0002408958800000233
[化学式6-2]
Figure GDA0002408958800000241
[化学式6-3]
Figure GDA0002408958800000242
[化学式6-4]
Figure GDA0002408958800000243
在化学式6-1至6-4中，G22至G26和Q1至Q3的定义与化学式6中的相同。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，在化学式6-3中，G22至G26中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、或芳基。
根据本说明书的又一个示例性实施方案，在化学式6-3中，G22至G26中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的为氢、苯基、或联苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，在化学式1中，-L1-Ar1选自以下结构。
Figure GDA0002408958800000251
Figure GDA0002408958800000261
Figure GDA0002408958800000271
Figure GDA0002408958800000281
Figure GDA0002408958800000291
Figure GDA0002408958800000301
Figure GDA0002408958800000311
在所述结构中，---是与化学式1连接的部分。
根据本说明书的一个示例性实施方案，化学式1选自以下化合物。
Figure GDA0002408958800000321
Figure GDA0002408958800000331
Figure GDA0002408958800000341
Figure GDA0002408958800000351
Figure GDA0002408958800000361
Figure GDA0002408958800000371
Figure GDA0002408958800000381
Figure GDA0002408958800000391
Figure GDA0002408958800000401
Figure GDA0002408958800000411
Figure GDA0002408958800000421
Figure GDA0002408958800000431
Figure GDA0002408958800000441
Figure GDA0002408958800000451
Figure GDA0002408958800000461
Figure GDA0002408958800000471
Figure GDA0002408958800000481
Figure GDA0002408958800000491
Figure GDA0002408958800000501
Figure GDA0002408958800000511
Figure GDA0002408958800000521
Figure GDA0002408958800000531
Figure GDA0002408958800000541
Figure GDA0002408958800000551
Figure GDA0002408958800000561
Figure GDA0002408958800000571
Figure GDA0002408958800000581
Figure GDA0002408958800000591
Figure GDA0002408958800000601
Figure GDA0002408958800000611
Figure GDA0002408958800000621
Figure GDA0002408958800000631
Figure GDA0002408958800000641
Figure GDA0002408958800000651
Figure GDA0002408958800000661
Figure GDA0002408958800000671
Figure GDA0002408958800000681
Figure GDA0002408958800000691
Figure GDA0002408958800000701
Figure GDA0002408958800000711
本说明书的一个示例性实施方案提供了有机发光器件，其包括：第一电极；设置成面向所述第一电极的第二电极；和设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或更多个有机材料层，其中有机材料层中的一个或更多个层包含上述螺环结构化合物。
根据本说明书的一个示例性实施方案，本说明书的有机发光器件的有机材料层也可由单层结构构成，而且还可由其中堆叠有两个或更多个有机材料层的多层结构构成。例如，本发明的有机发光器件可具有包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等作为有机材料层的结构。然而，有机发光器件的结构不限于此，并且可包括更少或更多个有机层。
例如，本说明书的有机发光器件的结构可具有如图1和2所示的结构，但不限于此。
图1例示了有机发光器件10的结构，其中第一电极30、发光层40和第二电极50依次堆叠在基底20上。图1是根据本说明书的一个示例性实施方案的有机发光器件的示例性结构，并且还可包括其他有机材料层。
图2例示了有机发光器件的结构，其中第一电极30、空穴注入层60、空穴传输层70、发光层40、电子传输层80、电子注入层90和第二电极50依次堆叠在基底20上。图2是根据本说明书的一个示例性实施方案的示例性结构，并且还可包括其他有机材料层。
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括电子注入层、电子传输层、或同时注入电子和传输电子的层，并且电子注入层、电子传输层、或同时注入电子和传输电子的层包含由化学式1表示的螺环结构化合物。
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由以下化学式1-A表示的化合物。
[化学式1-A]
Figure GDA0002408958800000721
在化学式1-A中，
n1为1或更大的整数，
Ar3为经取代或未经取代的一价或更高价苯并芴基；经取代或未经取代的一价或更高价荧蒽基；经取代或未经取代的一价或更高价芘基；或者经取代或未经取代的一价或更高价
Figure GDA0002408958800000722
基，
L1为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚杂芳基，
Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基烷基、或者经取代或未经取代的杂芳基，或者可彼此结合形成经取代或未经取代的环，并且
当n1为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同。
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由化学式1-A表示的化合物作为发光层的掺杂剂。
根据本说明书的一个示例性实施方案，L1为直接键。
根据本说明书的一个示例性实施方案，n1为2。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ar3为未经取代的或者经氘、甲基、乙基、异丙基或叔丁基取代的二价芘基；或者未经取代的或经氘、甲基、乙基或叔丁基取代的二价
Figure GDA0002408958800000731
基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、异丙基、叔丁基、腈基或被烷基取代的甲硅烷基所取代的芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经被烷基取代的甲硅烷基所取代的芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经三甲基甲硅烷基取代的芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的联苯基、或者经取代或未经取代的三联苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、异丙基、叔丁基、腈基或三甲基甲硅烷基取代的苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、叔丁基、腈基或三甲基甲硅烷基取代的联苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、叔丁基、腈基或三甲基甲硅烷基取代的三联苯基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的杂芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、叔丁基、腈基、被烷基取代的甲硅烷基或苯基取代的杂芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或者经甲基、乙基、叔丁基、腈基、三甲基甲硅烷基或苯基取代的二苯并呋喃基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，化学式1-A选自以下化合物。
Figure GDA0002408958800000741
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由以下化学式2-A表示的化合物。
[化学式2-A]
Figure GDA0002408958800000751
在化学式2-A中，
Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基，并且
G1至G8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由化学式2-A表示的化合物作为发光层的主体。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的多环芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有10至30个碳原子的多环芳基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的萘基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的1-萘基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，Ar11和Ar12为1-萘基。
根据本说明书的一个示例性实施方案，G1至G8为氢。
根据本说明书的一个示例性实施方案，化学式2-A选自以下化合物。
Figure GDA0002408958800000752
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由化学式1-A表示的化合物作为发光层的掺杂剂，并且包含由化学式2-A表示的化合物作为发光层的主体。
根据本说明书的一个示例性实施方案，有机材料层还可包括选自空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的一个或更多个层。
本说明书的有机发光器件可通过本领域已知的材料和方法制造，不同之处在于有机材料层中的一个或更多个层包含本说明书的螺环结构化合物，即由化学式1表示的螺环结构化合物。
当有机发光器件包括多个有机材料层时，有机材料层可由相同材料或不同材料形成。
例如，本说明书的有机发光器件可通过在基底上依次堆叠第一电极、有机材料层和第二电极来制造。在这种情况下，有机发光器件可通过如下来制造：通过使用物理气相沉积(PVD)法(例如溅射法或电子束蒸发)使金属或具有导电性的金属氧化物或其合金沉积在基底上形成第一电极，在第一电极上形成包括空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的有机材料层，然后在有机材料层上沉积可用作第二电极的材料。除了上述方法以外，有机发光器件还可通过在基底上依次沉积第二电极材料、有机材料层和第一电极材料来制造。此外，在制造有机发光器件时，不仅可通过真空沉积法，还可通过溶液涂覆法使由化学式1表示的螺环结构化合物形成为有机材料层。在此，溶液涂覆法意指旋涂、浸涂、刮涂、喷墨印刷、丝网印刷、喷涂法、辊涂等，但不限于此。
根据本说明书的一个示例性实施方案，第一电极为正电极，并且第二电极为负电极。
根据本说明书的另一个示例性实施方案，第一电极为负电极，并且第二电极为正电极。
作为正电极材料，通常优选具有大功函数的材料以使空穴顺利地注入有机材料层。可用于本发明的正电极材料的具体实例包括：金属，例如钒、铬、铜、锌和金，或其合金；金属氧化物，例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；金属和氧化物的组合，例如ZnO:Al或SnO2:Sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等，但不限于此。
作为负电极材料，通常优选具有小功函数的材料以使电子顺利地注入有机材料层。负电极材料的具体实例包括：金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅，或其合金；多层结构材料，例如LiF/Al或LiO2/Al或Mg/Ag等，但不限于此。
空穴注入层是注入来自电极的空穴的层，并且空穴注入材料优选为这样的化合物：其具有传输空穴的能力并因此在正电极中具有空穴注入效应，对发光层或发光材料具有优异的空穴注入效应，防止由发光层产生的激子移动至电子注入层或电子注入材料，并且还具有优异的薄膜形成能力。优选的是空穴注入材料的最高占据分子轨道(highestoccupied molecular orbital，HOMO)介于正电极材料的功函数与周围有机材料层的HOMO之间。空穴注入材料的具体实例包括金属卟啉、低聚噻吩、基于芳基胺的有机材料、基于六腈六氮杂三亚苯的有机材料、基于喹吖啶酮的有机材料、基于
Figure GDA0002408958800000771
的有机材料、蒽醌、基于聚苯胺和聚噻吩的导电聚合物等，但不限于此。
空穴传输层是接收来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的层，并且空穴传输材料合适地为这样的材料：其可接收来自正电极或空穴注入层的空穴以将空穴转移至发光层，并且对空穴具有高迁移率。其具体实例包括基于芳基胺的有机材料、导电聚合物、同时存在共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物等，但不限于此。
发光层的发光材料是可接收分别来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子并使空穴和电子结合而在可见光区域内发光的材料，并且优选为对荧光或磷光具有良好量子效率的材料。其具体实例包括：8-羟基-喹琳铝配合物(Alq3)；基于咔唑的化合物；二聚苯乙烯基化合物；BAlq；10-羟基苯并喹啉-金属化合物；基于苯并
Figure GDA0002408958800000772
唑、苯并噻唑和苯并咪唑的化合物；基于聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)的聚合物；螺环化合物；聚芴、红荧烯等，但不限于此。
发光层可包含主体材料和掺杂剂材料。主体材料的实例包括稠合芳族环衍生物、或含杂环的化合物等。具体地，稠合芳族环衍生物的实例包括蒽衍生物、芘衍生物、萘衍生物、并五苯衍生物、菲化合物、荧蒽化合物等，并且含杂环的化合物的实例包括咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯型呋喃化合物、嘧啶衍生物等，但其实例不限于此。
掺杂剂材料的实例包括芳族胺衍生物、苯乙烯胺化合物、硼配合物、荧蒽化合物、金属配合物等。具体地，芳族胺衍生物为具有经取代或未经取代的芳基氨基的稠合芳族环衍生物，并且其实例包括具有芳基氨基的芘、蒽、
Figure GDA0002408958800000781
二茚并芘等，并且苯乙烯胺化合物是其中经取代或未经取代的芳基胺经至少一个芳基乙烯基取代的化合物，并且选自芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基和芳基氨基中的一个或两个或更多个取代基为经取代或未经取代的。其具体实例包括苯乙烯胺、苯乙烯二胺、苯乙烯三胺、苯乙烯四胺等，但不限于此。此外，金属配合物的实例包括铱配合物、铂配合物等，但不限于此。
电子传输层是接收来自电子注入层的电子并将电子传输至发光层的层，并且电子传输材料合适地为可很好地接收来自负电极的电子并将电子转移至发光层，并且对电子具有高迁移率的材料。其具体实例包括：8-羟基喹啉的Al配合物；包含Alq3的配合物；有机自由基化合物；羟基黄酮-金属配合物等，但不限于此。电子传输层可与如根据相关技术所使用的任何期望的阴极材料一起使用。特别地，阴极材料的合适实例为具有低的功函数、其后接着铝层或银层的典型材料。其具体实例包括铯、钡、钙、镱和钐，在每种情况下，都接着铝层或银层。
电子注入层是注入来自电极的电子的层，并且优选为这样的化合物：其具有传输电子的能力，具有从负电极注入电子的效应，并对发光层或发光材料具有优异的电子注入效应，防止由发光层产生的激子移动至空穴注入层，并且还具有优异的薄膜形成能力。其具体实例包括芴酮、蒽醌二甲烷、联苯醌、噻喃二氧化物、
Figure GDA0002408958800000782
唑、
Figure GDA0002408958800000783
二唑、三唑、咪唑、
Figure GDA0002408958800000784
四羧酸、亚芴基甲烷、蒽酮等及其衍生物、金属配合物化合物、含氮五元环衍生物等，但不限于此。
金属配合物化合物的实例包括8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、双(8-羟基喹啉)铜、双(8-羟基喹啉)锰、三(8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌、双(2-甲基-8-喹啉)氯化镓、双(2-甲基-8-喹啉)(邻甲苯酚)镓、双(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-喹啉)(2-萘酚)镓等，但不限于此。
根据待使用的材料，根据本说明书的有机发光器件可为顶部发光型、底部发光型或双面发光型。
根据本说明书的一个示例性实施方案，除了有机发光器件以外，由化学式1表示的螺环结构化合物还可包含在有机太阳能电池或有机晶体管中。
在下文中，将参考实施例详细描述本说明书以具体说明本说明书。然而，根据本说明书的实施例可以以多种形式进行修改，并且本说明书的范围不应解释为限于以下详细描述的实施例。提供本说明书的实施例以向本领域普通技术人员更全面地说明本说明书。
制备例
Figure GDA0002408958800000791
制备例A-1.化合物A-1的制备
在将苯并呋喃-2-硼酸(30g，185mmol)和1-溴-2-碘苯(53.2g，189mmol)添加到二氧六环(300ml)中之后，向其中添加2M水性碳酸钾溶液(100ml)，向其中放入四三苯基膦钯(4.28g，2mol％)，然后将所得混合物加热并搅拌4小时。使温度降至常温，反应终止，然后除去碳酸钾溶液以分离各层。在除去溶剂之后，用己烷将残余物过柱以制备为无色油状物的化合物A-1(42.7g，85％)。
MS[M+H]+＝272.98
制备例A-2.化合物A-2的制备
通过以与制备例A-1中相同的方式进行合成来制备化合物A-2，不同之处在于使用苯并呋喃-3-硼酸代替苯并呋喃-2-硼酸。
MS[M+H]+＝272.98
制备例A-3.化合物A-3的制备
通过以与制备例A-2中相同的方式进行合成来制备化合物A-3，不同之处在于使用1-溴-3-氯-2-碘苯代替1-溴-2-碘苯。
MS[M+H]+＝306.94
制备例A-4.化合物A-4的制备
通过以与制备例A-1中相同的方式进行合成来制备化合物A-4，不同之处在于使用苯并噻吩-2-硼酸代替苯并呋喃-2-硼酸。
MS[M+H]+＝288.96
制备例A-5.化合物A-5的制备
通过以与制备例A-1中相同的方式进行合成来制备化合物A-5，不同之处在于使用苯并噻吩-3-硼酸代替苯并呋喃-2-硼酸。
MS[M+H]+＝288.96
制备例B-1.化合物B-1的制备
在将化合物A-1(30g，110mmol)溶解在THF(250ml)中之后，使温度降至-78℃，然后向其中滴加2.5M n-BuLi(57ml)，并且在30分钟之后，向其中放入2-溴-9H-芴-9-酮(28.3g，109mmol)，将温度升高至室温，然后将所得混合物搅拌1小时。在向其中放入1N HCl(ml)并将所得混合物搅拌30分钟之后，分离各层以除去溶剂，然后将残余物用己烷重结晶以制备化合物B-1(47.2g，95％)。
MS[M+H]+＝453.04
制备例B-2.化合物B-2的制备
通过以与制备例B-1中相同的方式进行合成来制备化合物B-2，不同之处在于使用4-溴-9H-芴-9-酮代替2-溴-9H-芴-9-酮。
MS[M+H]+＝453.04
制备例B-3.化合物B-3的制备
通过以与制备例B-1中相同的方式进行合成来制备化合物B-3，不同之处在于使用化合物A-2代替化合物A-1。
MS[M+H]+＝453.04
制备例B-4.化合物B-4的制备
通过以与制备例B-3的合成中相同的方式进行合成来制备化合物B-4，不同之处在于使用化合物A-3代替化合物A-2，并且使用4-溴-9H-芴-9-酮代替2-溴-9H-芴-9-酮。
MS[M+H]+＝453.04
制备例B-5.化合物B-5的制备
通过以与制备例B-1中相同的方式进行合成来制备化合物B-5，不同之处在于使用化合物A-4代替化合物A-1，并且使用4-溴-9H-芴-9-酮代替2-溴-9H-芴-9-酮。
MS[M+H]+＝469.02
制备例B-6.化合物B-6的制备
通过以与制备例B-1中相同的方式进行合成来制备化合物B-6，不同之处在于使用化合物A-5代替化合物A-1。
MS[M+H]+＝469.02
制备例B-7.化合物B-7的制备
通过以与制备例B-6中相同的方式进行合成来制备化合物B-7，不同之处在于使用4-溴-9H-芴-9-酮代替2-溴-9H-芴-9-酮。
MS[M+H]+＝469.02
制备例C-1.化合物C-1的制备
在将化合物B-1(30g，66.4mmol)放入乙酸(250ml)中之后，向其中滴加10ml的三氟乙酸，并将所得混合物搅拌并回流。使温度降至常温，将所得产物用水中和，然后将过滤的固体用乙酸乙酯重结晶以制备化合物C-1(20g，70％)。
MS[M+H]+＝435.03
制备例C-2.化合物C-2的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-2，不同之处在于使用化合物B-2代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝435.03
制备例C-3.化合物C-3的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-3，不同之处在于使用化合物B-3代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝435.03
制备例C-4.化合物C-4的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-4，不同之处在于使用化合物B-4代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝391.08
制备例C-5.化合物C-5的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-5，不同之处在于使用化合物B-5代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝451.01
制备例C-6.化合物C-6的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-6，不同之处在于使用化合物B-6代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝451.01
制备例C-7.化合物C-7的制备
通过以与制备例C-1中相同的方式进行合成来制备化合物C-7，不同之处在于使用化合物B-7代替化合物B-1。
MS[M+H]+＝451.01
制备例D-1.化合物D-1的制备
在氮气氛下将化合物C-1(20g，46.1mmol)、双(频哪醇合)二硼(11.7g，46.1mmol)和乙酸钾(19.1g，138mmol)混合，并将所得混合物添加到200ml二氧六环中，并加热同时搅拌。在回流下将双(二亚苄基丙酮)钯(15mg，0.92mmol)和三环己基膦(10mg，1.84mmol)放入混合物中，并将所得混合物加热并搅拌10小时。在反应终止之后，使混合物的温度降至常温，然后将混合物过滤。将水倒入滤液中，用氯仿进行萃取，并且有机层经无水硫酸镁干燥。在减压下蒸馏之后，用乙醇进行重结晶以制备化合物D-1(20g，90％)。
MS[M+H]+＝345.16
制备例D-2.化合物D-2的制备
通过以与制备例D-1中相同的方式进行合成来制备化合物D-2，不同之处在于使用化合物C-2代替化合物C-1。
MS[M+H]+＝345.16
制备例D-3.化合物D-3的制备
通过以与制备例D-1中相同的方式进行合成来制备化合物D-3，不同之处在于使用化合物C-3代替化合物C-1。
MS[M+H]+＝345.16
制备例D-4.化合物D-4的制备
通过以与制备例D-1中相同的方式进行合成来制备化合物D-4，不同之处在于使用化合物C-4代替化合物C-1。
MS[M+H]+＝345.16
制备例D-5.化合物D-5的制备
通过以与制备例D-1中相同的方式进行合成来制备化合物D-5，不同之处在于使用化合物C-5代替化合物C-1。
MS[M+H]+＝499.18
制备例D-6.化合物D-6的制备
通过以与制备例D-1中相同的方式进行合成来制备化合物D-6，不同之处在于使用化合物C-6代替化合物C-1。
MS[M+H]+＝499.18
制备例1.化合物1的制备
Figure GDA0002408958800000841
将化合物D-1(15g，31.1mmol)和2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(10.8g，31.7mmol)放入THF(300ml)中，向其中添加2M水性碳酸钾溶液(70ml)，向其中放入四三苯基膦钯(71.9mg，2mol％)，然后将所得混合物加热并搅拌10小时。使温度降至常温，反应终止，然后分离各层。用四氢呋喃和乙酸乙酯进行重结晶以制备化合物1(10.31g，50％)。
MS[M+H]+＝664.24
制备例2.化合物2的制备
Figure GDA0002408958800000842
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物2，不同之处在于使用化合物D-2代替化合物D-1，并且使用4-(4-氯苯基)-2,6-二苯基嘧啶代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝663.24
制备例3.化合物3的制备
Figure GDA0002408958800000843
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物3，不同之处在于使用化合物D-3代替化合物D-1，并且使用2-(4-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝664.23
制备例4.化合物4的制备
Figure GDA0002408958800000851
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物4，不同之处在于使用化合物D-4代替化合物D-1，并且使用2-([1,1’-联苯基]-4-(3-氯苯基)-6-苯基嘧啶代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝739.27
制备例5.化合物5的制备
Figure GDA0002408958800000852
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物5，不同之处在于使用化合物D-5代替化合物D-1，并且使用2-(3-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝680.21
制备例6.化合物6的制备
Figure GDA0002408958800000861
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物6，不同之处在于使用化合物D-6代替化合物D-1，并且使用2-([1,1’-联苯基]-4-(4-氯苯基)-6-苯基嘧啶代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝755.24
制备例7.化合物7的制备
Figure GDA0002408958800000862
通过以与制备例1中相同的方式进行合成来制备化合物6，不同之处在于使用化合物D-3代替化合物D-1，并且使用2-溴-1,10-菲咯啉代替2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪。
MS[M+H]+＝535.17
制备例8.化合物8的制备
Figure GDA0002408958800000863
在将化合物C-7(15g，33.3mmol)溶解在四氢呋喃(200mL)中并加热所得溶液之后，向其中添加碳酸铯(30g，99.9mmol)溶解在水(100mL)中的溶液，然后向其中添加[镍(1,3-双(二苯基膦基)丙烷)氯化物]([Ni(dppp)Cl2])(153mg，2.1mmol)。当溶液沸腾时，向其中放入结构式二苯基氧化膦(g，33.3mmol)，将所得溶液搅拌8小时，使温度冷却至常温，然后将所产生的固体过滤并用四氢呋喃和乙酸乙酯重结晶以制备化合物8(9.52g，50％)。
MS[M+H]+＝573.14
实施例1
将薄薄地涂覆有厚度为
Figure GDA0002408958800000871
的氧化铟锡(ITO)的玻璃基底(Corning 7059玻璃)放入溶解有分散剂的蒸馏水中，并进行超声波洗涤。使用由Fischer Co.制造的产品作为清洁剂，并使用由Millipore Co.制造的过滤器过滤两次的蒸馏水作为蒸馏水。在将ITO洗涤30分钟之后，使用蒸馏水重复进行两次超声波洗涤10分钟。在使用蒸馏水洗涤完成之后，依次用异丙醇、丙酮和甲醇溶剂进行超声波洗涤，然后进行干燥。
在由此制备的透明ITO电极上热真空沉积六腈六氮杂三亚苯至厚度为
Figure GDA0002408958800000872
由此形成空穴注入层。在其上真空沉积HT1
Figure GDA0002408958800000873
作为空穴传输层，然后在空穴传输层上真空沉积HT2以具有
Figure GDA0002408958800000874
的膜厚度，由此形成空穴调整层。作为发光层，真空沉积主体H1和掺杂剂D1(25:1)的化合物至厚度为
Figure GDA0002408958800000875
在发光层上以1:1的重量比真空沉积化合物1和[LiQ](喹啉锂)，由此形成厚度为
Figure GDA0002408958800000876
的电子注入和传输层。将氟化锂(LiF)和铝依次沉积在电子注入和传输层上至厚度分别为
Figure GDA0002408958800000877
和
Figure GDA0002408958800000878
由此形成负电极。
在上述过程中，有机材料、氟化锂和铝的沉积速率分别保持在
Figure GDA0002408958800000879
秒、
Figure GDA00024089588000008710
/秒和
Figure GDA00024089588000008711
/秒至
Figure GDA00024089588000008712
/秒。
Figure GDA00024089588000008713
实施例2
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物2代替化合物1。
实施例3
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物3代替化合物1。
实施例4
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物4代替化合物1。
实施例5
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物5代替化合物1。
实施例6
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物6代替化合物1。
实施例7
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物7代替化合物1。
实施例8
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用化合物8代替化合物1。
实施例9
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，仅使用化合物1代替化合物1和LiQ的混合物。
比较例1
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，使用E1代替化合物1。
[E1]
Figure GDA0002408958800000891
比较例2
以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于作为电子注入和传输层，仅使用E1代替化合物1和LiQ的混合物。
对于实施例1至9和比较例1至2的有机发光器件，在10mA/cm2的电流密度下测量驱动电压和发光效率，并在20mA/cm2的电流密度下测量与初始亮度相比达到90％值的时间(T90)，并且结果示于下表1中。
[表1]
Figure GDA0002408958800000892
由表1的结果可以确认，实施例9中的有机发光器件(其通过使用根据本说明书的一个示例性实施方案的由化学式1表示的螺环结构化合物制造)可以用于可同时注入电子和传输电子的有机材料层，并且在实施例1至8(其是通过将螺环结构化合物与LiQ混合而制造的有机发光器件)中表现出更好的器件特性。
通过实施例和比较例，可以确认，可以提供如本说明书的一个示例性实施方案中的具有长寿命的有机发光器件。
特别地，当在根据本说明书的一个示例性实施方案的由化学式1表示的螺环结构化合物的分子结构中，如在化合物3、4、6、7和8中形成氧族元素时，因为氧族元素具有高的三重态能量，故存在器件的性能增强的效果。
根据本说明书的一个示例性实施方案的由化学式1表示的螺环结构化合物具有优异的热稳定性、5.7eV或更大的深HOMO水平、高三重态能量(ET)和空穴稳定性，并且因此可表现出优异的特性。
当根据本说明书的一个示例性实施方案的螺环结构化合物用于可同时注入电子和传输电子的有机材料层时，所述化合物可以以与n-型掺杂剂的混合物使用。
[附图标记]
10，11：有机发光器件
20：基底
30：第一电极
40：发光层
50：第二电极
60：空穴注入层
70：空穴传输层
80：电子传输层
90：电子注入层

Claims (10)

1.一种由以下化学式1表示的螺环结构化合物：
[化学式1]
Figure FDF0000011137570000011
在化学式1中，
X1为O，
R1和R8中的一者为-L1-Ar1，并且其他的、R2至R7和R9至R13为氢，
r13为4，
L1为直接键、或者亚苯基，
Ar1由以下化学式2表示，
[化学式2]
Figure FDF0000011137570000012
在化学式2中，
X2为N或CR14，X3为N或CR15，以及X4为N或CR16，
X2至X4中的至少一者为N，
G1至G3中的任一者是与化学式1的L1结合的部分，并且其他的彼此相同或不同，并且各自独立地为苯基或联苯基，
R14至R16为氢。
2.根据权利要求1所述的螺环结构化合物，其中-L1-Ar1选自以下结构：
Figure FDF0000011137570000021
Figure FDF0000011137570000031
Figure FDF0000011137570000041
Figure FDF0000011137570000051
在所述结构中，---是与化学式1连接的部分。
3.根据权利要求1所述的螺环结构化合物，其中化学式1选自以下化合物：
Figure FDF0000011137570000052
Figure FDF0000011137570000061
Figure FDF0000011137570000071
Figure FDF0000011137570000081
Figure FDF0000011137570000091
Figure FDF0000011137570000101
Figure FDF0000011137570000111
Figure FDF0000011137570000121
Figure FDF0000011137570000131
4.一种有机发光器件，包括：
第一电极；
设置成面向所述第一电极的第二电极；和
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或更多个有机材料层，
其中所述有机材料层中的一个或更多个层包含权利要求1至3中任一项所述的螺环结构化合物。
5.根据权利要求4所述的有机发光器件，其中所述有机材料层包括电子注入层、电子传输层、或同时注入和传输电子的层，并且所述电子注入层、所述电子传输层或同时注入和传输电子的层包含所述螺环结构化合物。
6.根据权利要求4所述的有机发光器件，其中所述有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由以下化学式1-A表示的化合物：
[化学式1-A]
Figure FDF0000011137570000132
在化学式1-A中，
n1为1或更大的整数，
Ar3为经取代或未经取代的一价或更高价苯并芴基；经取代或未经取代的一价或更高价荧蒽基；经取代或未经取代的一价或更高价芘基；或者经取代或未经取代的一价或更高价
Figure FDF0000011137570000141
基，
L1为直接键、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚杂芳基，
Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基烷基、或者经取代或未经取代的杂芳基，或者任选地彼此结合以形成经取代或未经取代的环，并且
当n1为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同。
7.根据权利要求6所述的有机发光器件，其中L1为直接键，Ar3为二价芘基，Ar4和Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为未经取代的或经被烷基取代的甲硅烷基取代的芳基，并且n1为2。
8.根据权利要求4所述的有机发光器件，其中所述有机材料层包括发光层，并且所述发光层包含由以下化学式2-A表示的化合物：
[化学式2-A]
Figure FDF0000011137570000142
在化学式2-A中，
Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基，并且
G1至G8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基。
9.根据权利要求8所述的有机发光器件，其中Ar11和Ar12为1-萘基，并且G1至G8为氢。
10.根据权利要求6所述的有机发光器件，其中所述发光层包含由以下化学式2-A表示的化合物：
[化学式2-A]
Figure FDF0000011137570000151
在化学式2-A中，
Ar11和Ar12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基，并且
G1至G8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、经取代或未经取代的单环芳基、或者经取代或未经取代的多环芳基。
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