CN110734381A - 一种以三芳胺为核心的化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以三芳胺为核心的化合物及其制备方法和应用，属于半导体技术领域。本发明提供的化合物的结构如通式(1)所示：
Figure DDA0001827183550000011
本发明还公开了上述化合物的制备方法及其应用。本发明提供的化合物具有较高的玻璃化温度和分子热稳定性，合适的HOMO和LUMO能级，较高迁移率，通过器件结构优化，可有效提升OLED器件的光电性能以及OLED器件的寿命。

Description

一种以三芳胺为核心的化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种以三芳胺为核心的化合物及其制备方法和应用，属于半导体技术领域。
背景技术
有机电致发光(OLED:Organic Light Emission Diodes)器件技术既可以用来制造新型显示产品，也可以用于制作新型照明产品，有望替代现有的液晶显示和荧光灯照明，应用前景十分广泛。
OLED发光器件犹如三明治的结构，包括电极材料膜层，以及夹在不同电极膜层之间的有机功能材料，各种不同功能材料根据用途相互叠加在一起共同组成OLED发光器件。作为电流器件，当对OLED发光器件的两端电极施加电压，并通过电场作用有机层功能材料膜层中的正负电荷，正负电荷进一步在发光层中复合，即产生OLED电致发光。
当前，OLED显示技术已经在智能手机，平板电脑等领域获得应用，进一步还将向电视等大尺寸应用领域扩展，但是，和实际的产品应用要求相比，OLED器件的发光效率，使用寿命等性能还需要进一步提升。
对于OLED发光器件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，提高器件的使用寿命等。为了实现OLED器件的性能的不断提升，不但需要从OLED器件结构和制作工艺的创新，更需要OLED光电功能材料不断研究和创新，创制出更高性能OLED的功能材料。
应用于OLED器件的OLED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，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发光器件，要求各种有机功能材料具备良好的光电特性，譬如，作为电荷传输材料，要求具有良好的载流子迁移率，高玻璃化转化温度等，作为发光层的主体材料要求材料具有良好双极性，适当的HOMO/LUMO能阶等。
构成OLED器件的OLED光电功能材料膜层至少包括两层以上结构，产业上应用的OLED器件结构，则包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等多种膜层，也就是说应用于OLED器件的光电功能材料至少包含空穴注入材料，空穴传输材料，发光材料，电子传输材料等，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器件搭配而言，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器件中的性能表现，也可能完全迥异。
因此，针对当前OLED器件的产业应用要求，以及OLED器件的不同功能膜层，器件的光电特性需求，必须选择更适合，具有高性能的OLED功能材料或材料组合，才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。就当前OLED显示照明产业的实际需求而言，目前OLED材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料显得尤为重要。
发明内容：
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种以三芳胺结构为核心的化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本发明化合物不易结晶，具有较高的耐热稳定性，以及具有较高的空穴迁移率，使得器件的寿命和效率有显著的提升。
一种以三芳胺为核心的化合物，该化合物的结构如通式(1)所示：
Figure BDA0001827183530000021
所述m、n可分别独立的取0或1，且m、n不同时为0；
当A表示为通式(2)所示结构时，R不表示为通式(7)所示结构；
所述a表示为数字0,1,2,3或4；
所述A表示为通式(2)、通式(3)、通式(4)、通式(5)或通式(6)所示结构；
Figure BDA0001827183530000022
所述通式(3)中，所述X1、X2分别独立的表示为-O-、-S-、-C(R6)(R7)-或-N(R8)-；
所述通式(2)可通过CL1-CL2键、CL2-CL3键或CL3-CL4键与通式(1)并环连接；所述通式(3)可通过CL5-CL6键、CL6-CL7键或CL7-CL8键与通式(1)并环连接；所述通式(4)可通过CL9-CL10键与通式(1)并环连接；所述通式(5)可通过CL11-CL12键与通式(1)并环连接；所述通式(6)可通过CL13-CL14键、CL14-CL15键或CL15-CL16键与通式(1)并环连接；
所述Ar1、Ar2分别独立的表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚吡啶基；
所述R1、R2分别独立的表示为通式(7)所示结构：
Figure BDA0001827183530000031
其中R3，R4分别独立的表示为-K-R5；K表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚吡啶基；R5表示为取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的二氮杂菲基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、通式(8)或通式(9)所示结构；
Figure BDA0001827183530000032
所述X3、X4、X5分别独立的表示为单键、-O-、-S-、-C(R9)(R10)-或-N(R11)-；且X3、X4不同时表示为单键；
所述Z表示为氮或C-R12；且所述基团K键合的基团Z代表碳原子；
所述R表示为氢原子、氰基、卤素、C1-C10直链烷基、C3-C10的支链烷基、取代或未取的C6-30芳基、取代或未取代的含有一个或多个杂原子的5～30元杂芳基或通式(7)中的一种；R可以取代通式(1)结构中的任意可取代位点；
所述R6～R11分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30芳基、含有一个或多个杂原子取代或未取代的5～30元杂芳基中的一种；其中R6与R7、R9与R10可相连形成5元至30元脂环或芳环；
所述R12表示为氢原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、C1-10的烯烃基、取代或未取代的C6-30芳基、含有一个或多个杂原子取代或未取代的5～30元杂芳基中的一种；相邻两个或多个R12可以相连形成5元至30元脂环或芳环；
所述取代的C6-30芳基、取代的含有一个或多个杂原子的5～30元杂芳基的取代基可任选自卤素、氰基、C1-20烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5-30元杂芳基中的一种或多种；
取代上述可取代基团的取代基可任选自卤素、氰基、C1-20烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5-30元杂芳基中的一种或多种；
所述杂原子选自氧原子、硫原子或氮原子。
进一步的，所述R、R12分别独立的表示为氢原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、吡啶基或呋喃基；
所述R6～R11分别独立的表示为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的吡啶基；
所述取代的C6-30芳基、取代的含有一个或多个杂原子的5～30元杂芳基的取代基可任选氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、苯基、联苯基、萘基、吡啶基或呋喃基中的一种或多种。
进一步的，通式(3)可表示为以下结构：
Figure BDA0001827183530000041
进一步的，通式(7)中，所述R3、R4可表示为以下结构：
Figure BDA0001827183530000042
Figure BDA0001827183530000051
进一步的，通式(1)可表示为以下具体结构：
Figure BDA0001827183530000052
Figure BDA0001827183530000061
Figure BDA0001827183530000081
Figure BDA0001827183530000091
Figure BDA0001827183530000101
Figure BDA0001827183530000111
Figure BDA0001827183530000121
Figure BDA0001827183530000131
Figure BDA0001827183530000141
Figure BDA0001827183530000151
Figure BDA0001827183530000171
Figure BDA0001827183530000181
Figure BDA0001827183530000191
Figure BDA0001827183530000201
中的一种。
所述化合物的制备方法，制备过程中发生的反应过程如下：
当Ar1和Ar2为单键时，制备反应方程式为：
反应物II胺基化合物选自R1-H、R2-H
具体制备过程包括以下步骤：
步骤1：以反应物I与反应物II为原料，甲苯为溶剂，得到反应体系，其中，所述甲苯用量为每克反应物I使用30-50ml，所述反应物I与反应物II的摩尔比为1：(1.0-2.0)；
步骤2：向步骤1的反应体系中加入Pd2(dba)3、P(t-Bu)3和叔丁醇钠，其中，所述Pd2(dba)3与反应物I的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述P(t-Bu)3与反应物I的摩尔比为(1.5～6.0):1；所述叔丁醇钠与反应物I的摩尔比为(2.0～5.0)：1；
步骤3：在氮气保护下，将步骤2的反应体系于95～110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到目标化合物；
当Ar1和Ar2不表示为单键时，制备方程式为：
Figure BDA0001827183530000212
反应物III硼酸化合物选自
Figure BDA0001827183530000213
具体制备过程包括以下步骤：
步骤1：以反应物I与反应物III为原料，乙醇与甲苯为溶剂，得到反应体系，其中，所述甲苯与乙醇的比例为2:(0.8-1.2)，甲苯用量为每克反应物I使用30-50ml，所述反应物I与反应物III的摩尔比为1：(1.0-3.0)；
步骤2：向步骤1的反应体系中加入Pd(PPh3)4和碳酸钠；其中，所述Pd(PPh3)4与反应物I的摩尔比为(0.005～0.02):1，所述碳酸钠与反应物I的摩尔比为(2.0～5.0)：1，且碳酸钠与水配置得到2-2.5mol/L的水溶液；
步骤3：在氮气保护下，将步骤2的反应体系于95～110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到目标化合物。
一种有机电致发光器件，至少一层功能层含有所述的化合物。
作为本发明的进一步改进，所述功能层为空穴传输层或电子阻挡层。
一种照明或显示元件，包括所述的有机电致发光器件。
本发明有益的技术效果在于：
本发明化合物中的p-π共轭效应使得其有很强的空穴传输能力，高的空穴传输速率能够提高有机电致发光器件的效率；化合物中不对称的三芳胺结构能够降低分子的结晶性，降低分子的平面性，阻止分子在平面上移动从而提高了分子的热稳定性。本发明的化合物以蒽螺旋芳基并芴为母核，连接三芳胺支链，使得该结构具有较高的介电常数，使化合物具有较高的折射率。
本发明的化合物的结构使得电子和空穴在发光层的分布更加平衡，在恰当的HOMO能级下，提升了空穴注入和传输性能；在合适的LUMO能级下，又起到了电子阻挡的作用，提升激子在发光层中的复合效率；作为OLED发光器件的发光功能层材料使用时，蒽螺旋芳基并芴搭配本发明范围内的支链可有效提高激子利用率和高荧光辐射效率，降低高电流密度下的效率滚降，降低器件电压，提高器件的电流效率和寿命。
本发明的化合物在OLED器件应用时，通过器件结构优化，可保持高的膜层稳定性，可有效提升OLED器件的光电性能以及OLED器件的寿命。本发明所述化合物在OLED发光器件中具有良好的应用效果和产业化前景。
附图说明
图1为本发明所列举的材料应用于OLED器件的结构示意图，其中，各标号所代表的部件如下：
1、透明基板层，2、ITO阳极层，3、空穴注入层，4、空穴传输，5、电子阻挡层，6、发光层，7、空穴阻挡/电子传输层，8、电子注入层，9、阴极反射电极层；
图2为本发明器件实施例1、器件实施例4、器件实施例13和器件比较例1在不同温度下测量的效率曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1：反应物I的合成
Figure BDA0001827183530000231
步骤1：以原料I与中间体I为原料，乙醇与甲苯为溶剂，其中，所述甲苯与乙醇的比例为2:(0.8-1.2)，甲苯用量为每克原料I使用30-50ml，所述原料I与中间体I的摩尔比为1：(1.0-1.5)；向反应液中加入Pd(PPh3)4和碳酸钾，制得反应体系；其中，所述Pd(PPh3)4与原料I的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述碳酸钾与水配置得到2-2.5mol/L的水溶液；在氮气保护下，反应体系于95～110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到中间体II；
步骤2：用50-80mL干燥的THF溶解中间体II，在-78℃下保温30min后，在氮气的氛围下加入1.2M-1.5M的正丁基锂溶液,所述中间体II与正丁基锂的摩尔比为1:(0.8-1.1)，搅拌1至2小时后，在氮气的氛围下继续加入原料II，其中中间体II与原料的摩尔比为1:(0.8-1.2)，搅拌均匀后缓慢升至室温，在室温继续搅拌反应10～24小时后，向反应体系总加入20-30mL的水，继续搅拌1-2小时，产物从反应体系中析出，过滤，得到中间体III；
步骤3：将中间体III溶于乙酸和盐酸的混合液中，其中乙酸和盐酸的体积比为100:(8-10),搅拌加热至110℃，反应10h，自然冷却至室温，产物析出，过滤用水和甲醇洗涤得到反应物I；
以反应物I-1为例：
Figure BDA0001827183530000241
步骤1：在氮气氛围下称取0.02mol原料I-1与0.02mol中间体I-1溶于60ml甲苯：乙醇为2:1的混合溶剂中，向反应液中加入0.0002molPd(PPh3)4和0.04mol碳酸钾水溶液，制得反应体系在110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到中间体II-1，HPLC纯度95.91％，收率95.2％。
步骤2：用60mL干燥的THF溶解0.02mol中间体II-1，在-78℃下保温30min后，在氮气的氛围下加入1.2M的正丁基锂溶液24mL,搅拌1至2小时后，在氮气的氛围下继续加入0.02mol原料II-1，，搅拌均匀后缓慢升至室温，在室温继续搅拌反应10～24小时后，向反应体系加入20mL的水，继续搅拌1-2小时，产物从反应体系中析出，过滤，得到中间体III-1，HPLC纯度92.55％，收率85.7％；
步骤3：将0.02mol中间体III-1溶于50mL乙酸和5mL盐酸的混合液中，搅拌加热至110℃，反应10h，自然冷却至室温，产物析出，过滤用水和甲醇洗涤得到反应物I-1，HPLC纯度99.29％，收率75.5％；HRMS(EI)(高分辨质谱)：理论值为494.0670，实测值为494.0628。
实施例2：中间体I的合成
Figure BDA0001827183530000242
在氮气的气氛下，称取原料III、双(频哪醇合)二硼、Pd(dppf)Cl2、醋酸钾溶于甲苯中，100～120℃下反应12～24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，得到粗产品，过中性硅胶柱得到中间体I；原料Ⅲ与双(频哪醇合)二硼的摩尔比为2:(1～1.5)，原料Ⅲ与Pd(dppf)Cl2的摩尔比为1:(0.01～0.05)，原料Ⅲ与醋酸钾的摩尔比为1:(2～2.5)；
以中间体I-1为例：
Figure BDA0001827183530000251
在氮气的气氛下，称取0.02mol原料Ⅲ-1、0.012mol双(频哪醇合)二硼、0.0002molPd(dppf)Cl2、0.05mol醋酸钾溶于甲苯中，100～120℃下反应12～24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，得到粗产品，过中性硅胶柱得到中间体I-1；HPLC纯度99.35％，收率76.3％；HRMS(EI)：理论值为172.0696，实测值为172.0629。
实施例3：反应物III的合成
称取中间体反应物II和原料Ⅳ，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、P(Ph)3、叔丁醇钠；在惰性气氛下，将上述反应物的混合溶液于95～110℃下反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到中间体IV；所述反应物II与原料Ⅳ的摩尔比为1:(1.0～1.5)，Pd2(dba)3与反应物II的摩尔比为(0.006～0.02):1，P(Ph)3与反应物II的摩尔比为(0.006～0.02):1，叔丁醇钠与反应物II的摩尔比为(1.0～3.0):1；
在氮气的气氛下，称取中间体IV、双(频哪醇合)二硼、Pd(dppf)Cl2、醋酸钾溶于甲苯中，100～120℃下反应12～24小时，取样点板，反应完全，自然冷却，过滤，滤液旋蒸，得到粗产品，过中性硅胶柱得到反应物Ⅲ；中间体IV与双(频哪醇合)二硼的摩尔比为2:(1～1.5)，中间体IV与Pd(dppf)Cl2的摩尔比为1:(0.01～0.05)，中间体IV与醋酸钾的摩尔比为1:(2～2.5)。
以反应物III-1为例：
Figure BDA0001827183530000261
在氮气的氛围下，称取0.02mol的反应物II-1和0.03mol的原料Ⅳ-1用100mL的甲苯溶解，加入0.0002mol的Pd2(dba)3、0.0008mol的P(Ph)3、0.03mol的叔丁醇钠，加热至110℃下反应24小时，反应完成冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到中间体IV-1，HPLC纯度94.26％，收率89.5％；
在氮气的氛围下，称取0.02mol中间体IV-1、0.04mol双(频哪醇合)二硼、0.0002molPd(dppf)Cl2、0.04mol醋酸钾溶于100mL的甲苯中，加热至120℃，反应16小时，取样点板，反应完全，自然冷却过滤，滤液旋蒸，得到粗产品，过中性硅胶柱得到反应物III-1，纯度95.25％，收率87.5％，HRMS(EI)：理论值为441.1900，实测值为441.1929。
实施例中所需要的反应物I合成原料如表1：
表1
Figure BDA0001827183530000262
Figure BDA0001827183530000271
Figure BDA0001827183530000281
实施例4：化合物1的合成：
Figure BDA0001827183530000282
在250ml的三口瓶中，通氮气保护下，加入0.01mol反应物I-1，0.012mol反应物II-1，150ml甲苯搅拌混合，然后加入5×10-5molPd2(dba)3，5×10-5mol P(t-Bu)3，0.03mol叔丁醇钠，加热至105℃，回流反应24小时，取样点板，显示无溴代物剩余，反应完全；自然冷却至室温，过滤，滤液旋蒸至无馏分，过中性硅胶柱，得到目标产物，HPLC纯度99.66％，收率75.3％。HRMS(EI)：材料分子量为735.2926，实测分子量735.2949。
实施例5：化合物7的合成:
化合物7的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-2替换反应物I-1，反应物II-2代替反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为99.68％，收率为79.2％，HRMS(EI)：计算值为927.4808，实测值927.4856。
实施例6：化合物8的合成:
化合物8的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-2替换反应物I-1，反应物II-3代替反应物II-1，得到目标产物，纯度99.80％，收率74.3％。HRMS(EI)：计算值为887.4491，实测值887.4408。
实施例7：化合物24的合成:
化合物24的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-2替换反应物I-1，反应物II-4替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为97.67％，收率为85.1％，HRMS(EI)：计算值为887.4491，实测值887.4458。
实施例8：化合物31的合成:
Figure BDA0001827183530000293
化合物31的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-3替换反应物I-1，反应物II-2替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为98.66％，收率为84.5％，HRMS(EI)：计算值为927.4804，实测值927.4858。
实施例9：化合物32的合成:
Figure BDA0001827183530000301
化合物32的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-4替换反应物I-1，反应物II-3替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为97.36％，收率为83.5％，HRMS(EI)：计算值为887.4491，实测值887.4429。
实施例10：化合物52的合成:
化合物52的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-2替换反应物I-1，反应物II-5替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为98.12％，收率为79.6％，HRMS(EI)：计算值为847.4178，实测值847.4191。
实施例11：化合物71的合成:
Figure BDA0001827183530000303
化合物71的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-5替换反应物I-1，反应物II-6替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为95.12％，收率为79.5％，HRMS(EI)：计算值为749.2719，实测值749.2734。
实施例12：化合物72的合成:
Figure BDA0001827183530000304
化合物72的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-6替换反应物I-1，反应物II-7替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为96.18％，收率为79.5％，HRMS(EI)：计算值为775.2875，实测值775.2821。
实施例13：化合物80的合成:
Figure BDA0001827183530000311
化合物80的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-7替换反应物I-1，反应物II-3替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为99.12％，收率为79.5％，HRMS(EI)：计算值为801.3396，实测值801.3358。
实施例14：化合物92的合成:
Figure BDA0001827183530000312
化合物92的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-8替换反应物I-1，反应物II-8替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为97.70％，收率为85.1％，HRMS(EI)：计算值为906.3610，实测值906.3625。
实施例15：化合物116的合成:
Figure BDA0001827183530000313
化合物116的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-3替换反应物I-1，反应物II-9替换反应物II-1，所得目标产物HPLC纯度为94.68％，收率为88.2％，HRMS(EI)：计算值为875.3763，实测值875.3766。
实施例16：化合物123的合成:
Figure BDA0001827183530000321
化合物123的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-9替换反应物I-1，反应物II-7代替反应物II-1，所得目标产物纯度为98.56％，收率为73.9％，HRMS(EI)：计算值为775.2875，实测值775.2829。
实施例17：化合物130的合成:
Figure BDA0001827183530000322
化合物130的制备方法同实施例4，不同之处在于用反应物I-9替换反应物I-1，反应物II-3代替反应物II-1，所得目标产物纯度为97.12％，收率为84.3％，HRMS(EI)：计算值为801.3396，实测值801.3337。
实施例18：化合物143的合成
Figure BDA0001827183530000323
在250ml的三口瓶中，加入中间体0.01mol反应物I-1、0.015mol中间体III-1，用体积比为2:1的甲苯与乙醇的混合溶剂溶解；在惰性气氛下，再加入0.02mol Na2CO3水溶液(2M)、0.0001mol Pd(PPh3)4；将上述反应物的混合溶液于反应温度95～110℃，反应10～24小时，冷却并过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到目标产物，纯度99.80％，收率74.3％。HRMS(EI)：计算值为811.3239，实测值811.3208。
实施例19：化合物146的合成
化合物146的制备方法同实施例18，不同之处在于用反应物I-2替换反应物I-1，反应物III-2代替反应物III-1，所得目标产物纯度为98.12％，收率为86.2％，HRMS(EI)：计算值为963.4804，实测值963.4837。
本发明化合物在发光器件中使用，可以作为电子阻挡层材料，也可以作为空穴传输层材料使用。对本发明上述实施例制备的化合物分别进行热性能、T1能级、HOMO能级的测试，检测结果如表2所示。
表2
Figure BDA0001827183530000332
注：玻璃化温度Tg由示差扫描量热法(DSC，德国耐驰公司DSC204F1示差扫描量热仪)测定，升温速率10℃/min；热失重温度Td是在氮气气氛中失重1％的温度，在日本岛津公司的TGA-50H热重分析仪上进行测定，氮气流量为20mL/min；三线态能级T1是由日立的F4600荧光光谱仪测试，材料的测试条件为2*10-5的甲苯溶液；最高占据分子轨道HOMO能级及最低占据分子轨道LUMO能级是由光电子发射谱仪(AC-2型PESA)测试，测试为大气环境；
空穴迁移率通过线性载流子增压法测量，测量步骤如下：
将样品制备单电荷器件，之后对单电荷器件施加一个正向的周期性脉冲线性增加电压，在电压线性增加的同时，对单电荷器件内部的载流子进行瞬时抽取，电压持续时间须大于等于载流子度越时间；平衡状态下单电荷器件具有初始电流，随着线性增压信号的增加瞬态电流会随时间改变，当变化电流达到最值时，载流子被完全抽取，这一过程所需时间为tmax。最终可按照公式：
Figure BDA0001827183530000342
计算出载流子迁移率的数量级，tmax为变化电流达到最大值时间，d为所测厚度，A为线性增压信号的斜率，μ为迁移率。
由表2数据可知，本发明的有机化合物具有高的玻璃转化温度，可提高材料膜相态稳定性，进一步提高器件使用寿命；具有适当T1能级，可以阻挡发光层能量损失，从而提升器件发光效率；合适的HOMO能级可以解决载流子的注入问题，可降低器件电压；较高的空穴迁移率可以降低器件电压，以及扩大激子附和区域，从而提高OLED器件的寿命。因此，本发明以三芳胺核心的化合物在应用于OLED器件的空穴传输层后，可有效提高器件的发光效率及使用寿命。以下通过器件实施例1-16和器件比较例1详细说明本发明合成的化合物在器件中作为空穴传输层的应用效果。器件实施例2-16以及器件比较例1与器件实施例1相比，所述器件的制作工艺完全相同，并且所采用了相同的基板材料和电极材料，电极材料的膜厚也保持一致，所不同的是器件中空穴传输层或电子阻挡层发生了改变。器件叠层结构如表3所示，各器件的性能测试结果见表4和表5所示。
器件实施例1
如图1所示，器件实施例使用ITO作为阳极，Al作为阴极，CBP和Ir(ppy)3按重量比90:10混掺作为发光层材料，HAT-CN作为空穴注入层材料，本发明实施例制备的化合物1作为空穴传输层，TPBI作为电子传输层材料，LiF作为电子注入层材料。具体的制作步骤如下：
清洗透明基板层1上的ITO阳极层2，分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗各15分钟，然后在等离子体清洗器中处理2分钟；
在ITO阳极层2上，通过真空蒸镀方式蒸镀空穴注入层材料HAT-CN，厚度为10nm，这层作为空穴注入层3；
在空穴注入层3上，通过真空蒸镀方式蒸镀空穴传输层材料发明实施例制备的化合物1，厚度为60nm，该层为空穴传输层4；
在空穴传输层4上，通过真空蒸镀方式蒸镀电子阻挡材料TCTA，厚度为20nm，该层为电子阻挡层5；
在电子阻挡层5上蒸镀发光层6，主体材料为CBP，掺杂材料为Ir(ppy)3，CBP和Ir(ppy)3的质量比为9:1厚度为30nm；
在发光层6之上，通过真空蒸镀方式蒸镀空穴阻挡/电子传输材料TPBI，厚度为40nm，这层有机材料作为空穴阻挡/电子传输层7使用；
在空穴阻挡/电子传输层7之上，真空蒸镀电子注入层LiF，厚度为1nm，该层为电子注入层8；
在电子注入层8之上，真空蒸镀阴极Al(100nm)，该层为阴极反射电极层9。
按照上述步骤完成电致发光器件的制作后，测量器件的IVL数据和光衰寿命，其结果见表4所示。相关材料的分子结构式如下所示：
Figure BDA0001827183530000351
表3
Figure BDA0001827183530000361
Figure BDA0001827183530000371
表4
Figure BDA0001827183530000381
由表4器件数据结果可以看出，本发明的有机发光器件无论是在效率还是寿命均相对于已知材料的OLED器件获得较大的提升。
为了比较不同器件在高电流密度下效率衰减的情况，定义效率衰减系数φ进行表示，它表示驱动电流为100mA/cm2时器件的最大效率μ100与器件的最大效率μm之差与最大效率之间的比值，φ值越大，说明器件的效率滚降越严重，反之，说明器件在高电流密度下快速衰降的问题得到了控制。对器件实施例1-16比较例1分别进行效率衰减系数φ的测定，检测结果如表5示：
表5
器件代号 效率衰减系数φ
器件实施例1 0.22
器件实施例2 0.20
器件实施例3 0.25
器件实施例4 0.19
器件实施例5 0.21
器件实施例6 0.22
器件实施例7 0.19
器件实施例8 0.24
器件实施例9 0.22
器件实施例10 0.22
器件实施例11 0.20
器件实施例12 0.22
器件实施例13 0.23
器件实施例14 0.20
器件实施例15 0.23
器件实施例16 0.21
比较例1 0.40
从表5的数据来看，通过器件实施例1-16和比较例1的效率衰减系数对比我们可以看出，本发明的有机发光器件能够有效地降低效率滚降。
进一步的本发明材料制备的OLED器件在低温下工作时效率也比较稳定，将器件实施例1、4、13和器件比较例1在-10～80℃区间进行效率测试，所得结果如表6和图2所示。
表6
Figure BDA0001827183530000391
从表6和图2的数据可知，器件实施例1、4、13为本发明材料和已知材料搭配的器件结构，与器件比较例1相比，不仅低温效率高，而且在温度升高过程中，效率平稳升高。

Claims (9)

1.一种以三芳胺为核心的化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)所示：
Figure FDA0001827183520000011
所述m、n分别独立的取0或1,且m、n不同时为0；
所述a表示为数字0,1,2,3或4；
所述A表示为通式(2)、通式(3)、通式(4)、通式(5)或通式(6)所示结构；
Figure FDA0001827183520000012
所述通式(3)中，所述X1、X2分别独立的表示为-O-、-S-、-C(R6)(R7)-或-N(R8)-；
所述通式(2)可通过CL1-CL2键、CL2-CL3键或CL3-CL4键与通式(1)并环连接；所述通式(3)可通过CL5-CL6键、CL6-CL7键或CL7-CL8键与通式(1)并环连接；所述通式(4)可通过CL9-CL10键与通式(1)并环连接；所述通式(5)可通过CL11-CL12键与通式(1)并环连接；所述通式(6)可通过CL13-CL14键、CL14-CL15键或CL15-CL16键与通式(1)并环连接；
所述Ar1、Ar2分别独立的表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚吡啶基；
所述R1、R2分别独立的表示为通式(7)所示结构：
Figure FDA0001827183520000013
其中R3，R4分别独立的表示为-K-R5；K表示为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚吡啶基；R5表示为取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的二氮杂菲基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、通式(8)或通式(9)所示结构；
Figure FDA0001827183520000021
所述X3、X4、X5分别独立的表示为单键、-O-、-S-、-C(R9)(R10)-或-N(R11)-；且X3、X4不同时表示为单键；
所述Z表示为N或C-R12；
与基团K键合的基团Z代表碳原子；
所述R表示为氢原子、氰基、卤素、C1-C10直链烷基、C3-C10的支链烷基、取代或未取的C6-30芳基、含有一个或多个杂原子取代或未取代的5～30元杂芳基或通式(7)所示结构；R可以取代通式(1)结构中的任意可取代位点；当A表示为通式(2)所示结构时，R不表示为通式(7)所示结构；
所述R6～R11分别独立的表示为C1-10的烷基、取代或未取代的C6-30芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～30元杂芳基中的一种；其中R6与R7、R9与R10可相连形成5元至30元脂环或芳环；
所述R12表示为氢原子、卤素、氰基、C1-10的烷基、C1-10的烯烃基、取代或未取代的C6-30芳基、含有一个或多个杂原子的取代或未取代的5～30元杂芳基中的一种；相邻两个或多个R12可以相连形成5元至30元脂环或芳环；
所述取代的C6-30芳基、取代的5～30元杂芳基的取代基可任选自卤素、氰基、C1-20烷基、C6-20芳基、含有一个或多个杂原子的5-30元杂芳基中的一种或多种；
所述杂原子选自氧原子、硫原子或氮原子。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R、R12分别独立的表示为氢原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、吡啶基或呋喃基；
所述R6～R11分别独立的表示为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的吡啶基；
所述取代的C6-30芳基、取代的5～30元杂芳基的取代基可任选氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、苯基、联苯基、萘基、吡啶基或呋喃基中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的化合物，通式(3)可表示为以下结构：
Figure FDA0001827183520000031
4.根据权利要求1所述的化合物，通式(7)中，所述R3、R4可表示为以下结构：
Figure FDA0001827183520000032
5.根据权利要求1所述的化合物，通式(1)可表示为以下具体结构：
Figure FDA0001827183520000033
Figure FDA0001827183520000051
Figure FDA0001827183520000061
Figure FDA0001827183520000071
Figure FDA0001827183520000081
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Figure FDA0001827183520000111
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Figure FDA0001827183520000151
Figure FDA0001827183520000161
Figure FDA0001827183520000171
Figure FDA0001827183520000181
Figure FDA0001827183520000182
中的一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的化合物的制备方法，其特征在于，制备过程中发生的反应过程如下：
当Ar1和Ar2为单键时，制备反应方程式为：
反应物II胺基化合物选自R1-H、R2-H
具体制备过程包括以下步骤：
步骤1：以反应物I与反应物II为原料，甲苯为溶剂，得到反应体系，其中，所述甲苯用量为每克反应物I使用30-50ml，所述反应物I与反应物II的摩尔比为1：(1.0-3.0)；
步骤2：向步骤1的反应体系中加入Pd2(dba)3、P(t-Bu)3和叔丁醇钠，其中，所述Pd2(dba)3与反应物I的摩尔比为(0.005～0.01):1，所述P(t-Bu)3与反应物I的摩尔比为(1.5～6.0):1；所述叔丁醇钠与反应物I的摩尔比为(2.0～5.0)：1；
步骤3：在氮气保护下，将步骤2的反应体系于95～110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到目标化合物；
当Ar1和Ar2不表示为单键时，制备方程式为：
反应物III硼酸化合物选自
Figure FDA0001827183520000192
具体制备过程包括以下步骤：
步骤1：以反应物I与反应物III为原料，乙醇与甲苯为溶剂，得到反应体系，其中，所述甲苯与乙醇的比例为2:(0.8-1.2)，甲苯用量为每克反应物I使用30-50ml，所述反应物I与反应物III的摩尔比为1：(1.0-3.0)；
步骤2：向步骤1的反应体系中加入Pd(PPh3)4和碳酸钠；其中，所述Pd(PPh3)4与反应物I的摩尔比为(0.005～0.02):1，所述碳酸钠与反应物I的摩尔比为(2.0～5.0)：1，且碳酸钠与水配置得到2-2.5mol/L的水溶液；
步骤3：在氮气保护下，将步骤2的反应体系于95～110℃，反应10～24小时，自然冷却至室温，并过滤反应溶液，滤液进行减压旋蒸，过中性硅胶柱，得到目标化合物。
7.一种有机电致发光器件，其特征在于，至少一层功能层含有权利要求1-5任一项所述的化合物。
8.根据权利要求7所述的一种有机电致发光器件，其特征在于，所述功能层为空穴传输层或电子阻挡层。
9.一种照明或显示元件，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的有机电致发光器件。
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