CN110746442B - 含咪唑螺环的化合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含咪唑螺环的化合物及其应用，该化合物具有如化学式(1)所示的结构通式。该化合物稳定性好、发光效率高、寿命长、合成简单。
Description
本申请要求于2018年12月10日提交中国专利局、申请号为2018115004910、发明名称为“一类含咪唑螺环的化合物、高聚物、混合物、组合物及其有机电子器件”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及光电材料领域，特别是涉及一种含咪唑螺环的化合物、高聚物、混合物、组合物及其有机电子器件。
背景技术
有机半导体材料具有结构多样性、制造成本相对较低、光电性能优越等特性，在有机发光二极管(OLED)等光电器件(例如平板显示器和照明)方面的应用具有巨大的潜力。
为了提高有机发光二极管的发光性能，推进有机发光二极管大范围产业化进程，各类有机光电性能材料体系已被广泛地开发。但OLED的性能，特别是寿命和稳定性仍有待进一步提高。高效稳定的有机光电性能材料急需被开发出来。
磷光发光材料能够同时利用单线态和三线态激子发光，使用磷光发光材料的有机发光二极管可以取得几乎100％的内部电致发光量子效率，因而成为目前业界的主流发光材料体系，特别是红绿光。但红绿光磷光发光材料自身易受电荷传输不平衡和聚集诱导淬灭的影响，要获得高效长寿命的发光二极管，主体材料是关键。
主体材料在发光层中发挥着能量传输和激子分散等重要作用。而能量传输主要包括电荷传输和激子能量的传递。在电荷传输方面，要求主体材料具备较好的电子和空穴的迁移率，令电子和空穴在发光层中能够充分的传输。从能量传输和激子分散两方面的角度来考虑，主体材料结构需要具有一定的空间位阻，以防止分子的密堆积而导致激子的淬灭，一般通过传输性较好的结构单元和扭曲结构单元进行组合。
在现有技术中，螺芴类结构单元常用作扭曲结构单元应用到主体材料中，如专利WO2014023388、US2017069847等所述，利用螺芴类结构单元作为核心架构，能够获得不错的器件性能，如通过将螺芴与咪唑类结构进行适当的结合，可以一方面保持材料的扭曲结构，同时咪唑类结构有较好的传输能力，将有望进一步提高材料器件性能。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含咪唑螺环的化合物及其应用，旨在解决现有的有机电子元件性能及器件性能偏低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种含咪唑螺环的化合物，其特征在于，其结构通式如式(1)所示：
其中，
Ar的结构通式如式(2-1)或式(2-2)所示：
Z选自取代或未取代的环原子数5～60的芳香基团或杂芳香基团；
W1～W3每次出现分别独立选自取代或未取代的环原子数5～30的芳香基团或杂芳香基团；
R1～R3每次出现分别独立选自H、D、F、CN、烯基、炔基、胺基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、取代或未取代的碳原子数1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数3～30的环烷基、取代或未取代的环原子数5～60的芳香基团或杂芳香基团。
一种高聚物，所述高聚物包含至少一个重复单元，所述重复单元包含如上述的式(1)所示的结构单元。
一种混合物，所述混合物包括一种上述的化合物或上述的高聚物，及至少一种有机功能材料，所述的有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光体、主体材料或有机染料。
一种组合物，所述组合物包括一种上述的化合物或上述的高聚物，及至少一种有机溶剂。
一种有机电子器件，所述有机电子器件由至少包括一种上述的化合物或上述的高聚物或上述的混合物或由上述的组合物的原料制备而成。
有益效果：本发明将咪唑螺环结构单元用作扭曲结构单元应用到主体材料中，利用硅螺环结构单元作为核心架构，通过改变侧基，得到一系列含咪唑螺环结构的化合物，丰富了主体材料的种类。按照本发明的含咪唑螺环的化合物用于OLED中，特别是作为发光层材料，能提供较优器件性能。其可能的原因如下，但不限于此，本发明的含咪唑螺环的化合物通过将传输性较好的咪唑类结构和扭曲结构螺芴类结构单元进行适当的结合，使其既具有较好的传输能力，又能实现较好的激子分散作用，从而提高相关材料和器件的效率和寿命。
具体实施方式
本发明提供一种含咪唑螺环的化合物及其应用。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明中，组合物和印刷油墨，或油墨具有相同的含义，它们之间可以互换。
在本发明中，主体材料，基质材料，Host或Matrix材料具有相同的含义，它们之间可以互换。
在本发明中，“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。
在本发明中，“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如，单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时，取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”，在没有特别说明的条件下也是同样的。例如，苯环的环原子数为6，萘环的环原子数为10，噻吩基的环原子数为5。
在本发明实施例中，有机材料的能级结构，三线态能级ET、HOMO、LUMO起着关键的作用。下面对这些能级的做介绍。
HOMO和LUMO能级可以通过光电效应进行测量，例如XPS(X射线光电子光谱法)和UPS(紫外光电子能谱)或通过循环伏安法(以下简称CV)。最近，量子化学方法，例如密度泛函理论(以下简称DFT)，也成为行之有效的计算分子轨道能级的方法。
有机材料的三线态能级ET1可通过低温时间分辨发光光谱来测量，或通过量子模拟计算(如通过Time-dependent DFT)得到，如通过商业软件Gaussian 03W(Gaussian Inc.)，具体的模拟方法可参见WO2011141110或如下在实施例中所述。
应该注意，HOMO、LUMO、ET1的绝对值取决于所用的测量方法或计算方法，甚至对于相同的方法，不同评价的方法，例如在CV曲线上起始点和峰点可给出不同的HOMO/LUMO值。因此，合理有意义的比较应该用相同的测量方法和相同的评价方法进行。本发明实施例的描述中，HOMO、LUMO、ET1的值是基于Time-dependent DFT的模拟，但不影响其他测量或计算方法的应用。
在发明中，(HOMO-1)定义为第二高的占有轨道能级，(HOMO-2)为第三高的占有轨道能级，以此类推。(LUMO+1)定义为第二低的未占有轨道能级，(LUMO+2)为第三低的占有轨道能级，以此类推。
一种含咪唑螺环的化合物，其特征在于，其结构通式如式(1)所示：
其中，
Ar的结构通式如式(2-1)或式(2-2)所示：
Z表示取代或未取代的环原子数5～60的芳香基团或杂芳香基团；优选地，Z表示取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团；
W1～W3每次出现分别独立选自取代或未取代的环原子数5～30的芳香基团或杂芳香基团；优选地，W1～W3中至少一个选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团；优选地，W1～W3中至少两个选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团；
R1～R3每次出现分别独立选自H、D、F、CN、烯基、炔基、胺基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、取代或未取代的碳原子数1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数3～30的环烷基、取代或未取代的环原子数5～60的芳香基团或杂芳香基团；
在一些优选的实施例中，R1～R3每次出现分别独立选自D、CN、取代或未取代的碳原子数1～18的烷基、取代或未取代的碳原子数3～18的环烷基、取代或未取代的环原子数为5～30芳香基团或杂芳香基团；在更加优选的实施例中，R1～R3每次出现分别独立选自D、取代或未取代的碳原子数1～12的烷基、取代或未取代的环原子数为5～20芳香基团或杂芳香基团；在最为优选的实施例中，R1～R3每次出现分别独立选自D、取代或未取代的碳原子数1～6的烷基、取代或未取代的环原子数为5～15芳香基团或杂芳香基团。
在一些优选的实施例中，所述含咪唑螺环的化合物的结构通式选自式(3-1)～(3-4)中的任意一种：
在一个优选地实施例中，所述通式(3-1)中W1～W3和Z至少一个选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-1)中W2或Z选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-1)中Z选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-1)中W2选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-1)中W2和Z均选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。
在一个优选地实施例中，所述通式(3-2)-(3-4)中W1～W3和Z至少一个选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-2)-(3-4)中W2或Z选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-2)-(3-4)中Z选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-2)-(3-4)中W2选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。在一个优选地实施例中，所述通式(3-2)-(3-4)中W2和Z均选自取代或未取代的环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团。
在一些优选的实施例中，所述W1～W3和Z分别独立选自如下结构基团中的一种：
其中，
X1每次出现分别独立选自CR4或N；
Y1每次出现分别独立选自N(R5)、C(R5R6)、Si(R5R6)、C(＝O)、S或O；
R4～R6每次出现分别独立表示H、D、F、CN、烯基、炔基、胺基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、取代或未取代的碳原子数1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数3～30的环烷基、取代或未取代的环原子数为5～60芳香族烃基或芳香族杂环基；R5和R6可以彼此形成脂族、芳族或杂芳族环系。
在一些优选的实施例中，所述W1～W3和Z分别独立选自如下结构基团中的一种：
以上结构的H原子可以进一步被取代。
在一个优选地实施例中，W1～W3和Z均选自环原子数5-6的芳香基团或杂芳香基团，进一步地，W1～W3和Z均选自
在一个优选地实施例中，W1～W3选自环原子数5-6的芳香基团或杂芳香基团，具体地，W1～W3选自
在一实施例中，W1～W3选自
在一实施例中，W1～W3选自
在一个优选地实施例中，W1～W3中至少一个选自苯及其衍生物；在一个优选地实施例中，W1～W3中至少两个选自苯及其衍生物；在一个优选地实施例中，W1～W3中均选自苯及其衍生物。
在一个优选地实施例中，Z选自环原子数5-6的芳香基团或杂芳香基团，具体地，Z选自
在一实施例中，Z选自
在一实施例中，Z选自
当通式(3-1)中W1～W3和Z均选自苯时，，R2选自
在一些优选的实施例中，所述含咪唑螺环的化合物的结构通式选自式(4-1)～(4-12)中的任意一种：
在一实施例中，按照本申请所述的含咪唑螺环的化合物，所述环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团选自以下基团：
进一步地，所述环原子数9～30的稠环芳香基团或稠环杂芳香基团选自以下基团：
在一个优选地实施例中，所述W2选自稠环芳香基团或稠环杂芳香基团；更优选地，W2选自
在一个优选地实施例中，所述Z选自稠环芳香基团或稠环杂芳香基团；更优选地，Z选自
在一些优选的实施例中，所述含咪唑螺环的化合物的结构通式选自式(5-1)～(5-12)中的任意一种：
在一些优选的实施例中，所述R1～R3分别独立选自如下结构基团中的一种：
其中，X2每次出现分别独立选自N或CR7；
Y2每次出现分别独立选自N(R8)、C(R8R9)、Si(R8R9)、O、C＝N(R8)、C＝C(R8R9)、P(R8)、P(＝O)R8、S、S＝O或SO2；
Y3每次出现分别独立选自单键、N(R8)、C(R8R9)、Si(R8R9)、O、C＝N(R8)、C＝C(R8R9)、P(R8)、P(＝O)R8、S、S＝O或SO2；
R7～R12分别独立选自H、D、F、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳烷基、杂烷基、芳香基团或杂芳香基团；W4表示碳原子数为5～40芳香基团或杂芳香基团。
优选地，R1～R3分别独立选自如下结构基团中的一种：
在一些优选的实施例中，所述R1～R3分别独立选自如下结构基团中的一种：
在本发明中，“芳香基团”或“芳香基”指至少包含一个芳环的烃基，包括单环基团和多环的环系统。“杂芳香基团”或“杂芳香基”指包含至少一个芳杂环的烃基(含有杂原子)，包括单环基团和多环的环系统。这些多环的环可以具有两个或多个环，其中两个碳原子被两个相邻的环共用，即稠环。多环的这些环种，至少一个是芳香族的或芳杂族的。对于本发明的目的，芳香基团或杂芳香基团不仅包括芳香基或芳杂基的体系，而且，其中多个芳香基团或杂芳香基团也可以被短的非芳族单元间断(如C、N、O、Si、S或P原子)。因此，比如9，9'-螺二芴，9，9-二芳基芴，三芳胺，二芳基醚等体系，对于该发明目的同样认为是芳香基团。
具体地，芳香基团的例子有：苯、萘、蒽、菲、二萘嵌苯、并四苯、芘、苯并芘、三亚苯、苊、芴、及其衍生物。
具体地，杂芳香基团的例子有：呋喃、苯并呋喃、噻吩、苯并噻吩、吡咯、吡唑、三唑、咪唑、噁唑、噁二唑、噻唑、四唑、吲哚、咔唑、吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、邻二氮萘、喹喔啉、菲啶、伯啶、喹唑啉、喹唑啉酮、及其衍生物。
在某些优选的实施例中，按照本发明的化合物，其((LUMO+1)-LUMO)≥0.2eV，优选为≥0.25eV，进一步优选为≥0.3eV，再进一步优选为≥0.35eV，更进一步优选为≥0.4eV，最优选为≥0.45eV。
在某些优选的实施例中，按照本发明的化合物，其((HOMO-(HOMO-1))≥0.2eV，优选为≥0.25eV，进一步优选为≥0.3eV，再进一步优选为≥0.35eV，更进一步优选为≥0.4eV，最优选为≥0.45eV。
下面举例按照本发明的通式(1)所示的化合物的具体例子，但并不限定于:
在一些优选的实施例中，所述含氮多环化合物的T1≥2.2eV，优选为≥2.4eV，更优选为≥2.5eV，最优选为≥2.6eV。
在某些优选的实施例中，本发明的化合物，其玻璃化温度Tg≥100℃，优选地，Tg≥120℃，更优选地，Tg≥140℃，进一步优选地，Tg≥160℃，最优选地，Tg≥180℃。
在一个较为优选的实施例中，本发明的化合物是部分被氘代，优选为10％的H被氘代，更优选为20％的H被氘代，进一步优选为30％的H被氘代，最优选为40％的H被氘代。
在一个优选的实施例中，本发明的化合物是一种小分子材料。
在一个优选的实施方案中，本发明的化合物用于蒸镀性OLED器件。用于这个目的，本发明的化合物，其分子量≤1000mol/kg，优选为≤900mol/kg，更优选为≤850mol/kg，进一步优选为≤800mol/kg，最优选为≤700mol/kg。
本发明还涉及一种高聚物，其中至少有一个重复单元包含有如通式(1)所示的结构。在某些实施例中，所述的高聚物是非共轭高聚物，其中如通式(1)所示的结构单元在侧链上。在另一个优选的实施例中，所述的高聚物是共轭高聚物。
本文中所定义的术语“小分子”是指不是聚合物，低聚物，树枝状聚合物，或共混物的分子。特别是，小分子中没有重复结构。小分子的分子量≤3000克/摩尔，优选为≤2000克/摩尔，更优选为≤1500克/摩尔。
高聚物，即Polymer，包括均聚物(homopolymer)，共聚物(copolymer)，镶嵌共聚物(block copolymer)。另外在本发明中，高聚物也包括树状物(dendrimer)，有关树状物的合成及应用请参见[Dendrimers and Dendrons，Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，2002，Ed.George R.Newkome，Charles N.Moorefield，Fritz Vogtle.]。
共轭高聚物(conjugated polymer)是一高聚物，它的主链backbone主要是由C原子的sp2杂化轨道构成，著名的例子有：聚乙炔polyacetylene和poly(phenylenevinylene)，其主链上的C原子的也可以被其他非C原子取代，而且当主链上的sp2杂化被一些自然的缺陷打断时，仍然被认为是共轭高聚物。另外在本发明中共轭高聚物也包括主链上包含有芳基胺(aryl amine)、芳基磷化氢(aryl phosphine)及其他杂环芳烃(heteroarmotics)、有机金属络合物(organometallic complexes)等。
本发明还涉及一种混合物，包括如一种上述的有机化合物或高聚物，以及至少另一种有机功能材料。所述的另一种的有机功能材料，包括空穴(也称电洞)注入或传输材料(HIM/HTM)、空穴阻挡材料(HBM)、电子注入或传输材料(EIM/ETM)、电子阻挡材料(EBM)、有机主体材料(Host)、单重态发光体(荧光发光体)、有机热激发延迟荧光材料(TADF材料)、三重态发光体(磷光发光体)，特别是发光有机金属络合物，和有机染料。例如在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO 2011110277A1中对各种有机功能材料有详细的描述，并将此3专利文件中的全部内容并入本文作为参考。有机功能材料可以是小分子和高聚物材料。
在一个优选的实施例中，所述的混合物包含一种本发明的有机化合物或高聚物，和一种磷光发光体。这里本发明的有机化合物可以作为主体，磷光发光体重量百分比≤30wt％，优选为≤25wt％，更优选为≤20wt％。
在另一个较为优选的实施例中，所述的混合物包括一种有机功能材料H1，选自如上所述的化合物或高聚物，以及至少另一种有机功能材料H2，选自空穴(也称电洞)注入或传输材料(HIM/HTM)、电子注入或传输材料(EIM/ETM)、电子阻挡材料(EBM)、有机主体材料(Host)。
在某些优先的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中min((LUMO(H1)-HOMO(H2)，LUMO(H2)-HOMO(H1))≤min(ET(H1),ET(H2))+0.1eV，其中LUMO(H1)，HOMO(H1)及ET(H1)分别是H1的最低未占有轨道，最高占有轨道，三线态的能级，LUMO(H2)，HOMO(H2)及ET(H2)分别是H2的最低未占有轨道，最高占有轨道，三线态的能级。
在某些较为优先的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中min((LUMO(H1)-HOMO(H2)，LUMO(H2)-HOMO(H1))≤min(ET(H1)，ET(H2))；
在某些更为优先的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中min((LUMO(H1)-HOMO(H2)，LUMO(H2)-HOMO(H1))≤min(ET(H1)，ET(H2))-0.1eV；
在某些优选的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中H1和H2中至少有一个其((LUMO+1)-LUMO)≥0.001eV，优选为≥0.2eV，更优选为≥0.25eV，进一步优选为≥0.3eV，再进一步优选为≥0.35eV，更进一步优选为≥0.4eV，最优选为≥0.45eV。
在一个较为优选的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中H1的((LUMO+1)-LUMO)≥0.001eV，优选为≥0.2eV，更优选为≥0.25eV，进一步优选为≥0.3eV，再进一步优选为≥0.35eV，更进一步优选为≥0.4eV，最优选为≥0.45eV。
在某些优选的实施例中，按照本发明的有机混合物，其中H1和H2中至少有一个其((HOMO-(HOMO-1))≥0.1eV，优选为≥0.2eV，更优选为≥0.25eV，进一步优选为≥0.3eV，再进一步优选为≥0.35eV，更进一步优选为≥0.4eV，最优选为≥0.45eV。
在一个优选的实施例中，所述的有机混合物，其中H1和H2的摩尔比为2：8～8:2；优选的摩尔比为3:7～7:3；更加优选的摩尔比为4:6～6:4；最优选的摩尔比为4.5:5.5～5.5:4.5。
在一个优选的实施例中，所述的有机混合物，其中H1和H2的分子量的差≤100Dalton，优选为≤80Dalton，更优选为≤70Dalton，进一步优选为≤60Dalton，更进一步优选为≤40Dalton，最优选为≤30Dalton。
在另一个优选的实施例中，所述的有机混合物，其中H1和H2的升华温度的差值≤50K，优选为≤30K，更加优选为≤20K，最优选为≤10K。
在一个优选的实施例中，按照本发明的有机混合物中的H1和H2，至少有一个其玻璃化温度Tg≥100℃，优选地，Tg≥120℃；更优选地，Tg≥140℃；进一步优选地，Tg≥160℃；最优选地，Tg≥180℃。在另一个优选的实施例中，所述的混合物包含一种本发明的有机化合物或高聚物，另一种主体材料和一种磷光发光体。这里本发明的有机化合物作为共主体材料，其重量百分比≥10wt％，优选为≥20wt％，更优选为≥30wt％，最优选为≥40wt％。
在一个较为优选的实施例中，所述的混合物包含一种本发明的有机化合物或高聚物，一种磷光发光体和一种主体材料。在这种实施例中，本发明的有机化合物可以作为辅助发光材料，其与磷光发光体的重量比为1:2～2:1。在另一个优选的实施例中，本发明的有机化合物的T1高于所述的磷光发光体。
在某些实施例中，所述的混合物包含一种本发明的有机化合物或高聚物，和另一种TADF材料。
在另一些优选的实施例中，所述的混合物包含一种本发明的有机化合物或高聚物，和另一种ETM材料。
下面对三重态主体材料，三重态发光体及TADF材料作一些较详细的描述(但不限于此)。
①三重态主体材料(Triplet Host)
三重态主体材料的例子并不受特别的限制，任何金属络合物或有机化合物都可能被用作为主体,只要其三重态能级比发光体,特别是三重态发光体或磷光发光体更高。
可用作三重态主体(Host)的金属络合物的例子包括(但不限于)如下的一般结构:
M是一金属；(Y4-Y5)是一两齿配体，Y4和Y5独立地选自C、N、O、P、和S；L是一个辅助配体；m是一整数，其值从1到此金属的最大配位数；在一个优选的实施方案中，可用作三重态主体的金属络合物有如下形式：
(O-N)是一两齿配体,其中金属与O和N原子配位，m是一整数，其值从1到此金属的最大配位数；
在某一个实施方案中,M可选于Ir和Pt。
可作为三重态主体的有机化合物的例子选自包含有环芳香烃基的化合物，例如苯、联苯、三苯基苯、苯并芴；包含有芳香杂环基的化合物，如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、二苯并咔唑，吲哚咔唑、吡啶吲哚、吡咯二吡啶、吡唑、咪唑、三唑类、恶唑、噻唑、恶二唑、恶三唑、二恶唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪类、恶嗪、恶噻嗪、恶二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、恶唑、二苯并恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、邻二氮杂萘、喹唑啉、喹喔啉、萘、酞、蝶啶、氧杂蒽、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩恶嗪、苯并呋喃吡啶、呋喃并吡啶、苯并噻吩吡啶、噻吩吡啶、苯并硒吩吡啶和硒吩苯并二吡啶；包含有2至10环结构的基团，它们可以是相同或不同类型的环芳香烃基团或芳香杂环基团，并彼此直接或通过至少一个以下的基团连结在一起,如氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂肪环基团。其中，每个Ar可以进一步被取代，取代基可选为氢、氘、氰基、卤素、烷基、烷氧基、氨基、烯、炔、芳烷基、杂烷基、芳基和杂芳基。
在一个优选的实施方案中,三重态主体材料可选于包含至少一个以下基团的化合物:
其中：当Y多次出现时，Y各自独立地选于C(R)2或NR或O或S；当X多次出现时，X各自独立地选于CR或N，Ar1～Ar3选于芳香基或杂芳香基，R可选于如下的基团：氢、氘、卤原子(F,Cl,Br,I)、氰基、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳烷基、杂烷基、芳基和杂芳基，n选自1到20的整数。
优选地，H2选自如下通式：
在下面的表中列出合适的三重态主体材料的例子但不局限于:
②三重态发光体(Triplet Emitter)
三重态发光体也称磷光发光体。在一个优先的实施方案中，三重态发光体是具有通式M(L)n的金属络合物,其中M是一金属原子，L每次出现时可以是相同或不同，是一有机配体，它通过一个或多个位置键接或配位连接到金属原子M上，n是1至6之间的整数。优选地,三重态发光体包含有螯合配体，即配体，通过至少两个结合点与金属配位，特别优先考虑的是三重态发光体包含有两个或三个相同或不同的双齿或多齿配体。螯合配体有利于提高金属络合物的稳定性。在一个优先的实施方案中，可用作三重态发光体的金属络合物有如下形式：
金属原子M选于过渡金属元素或镧系元素或锕系元素，优先选择Ir,Pt,Pd,Au,Rh,Ru,Os,Re,Cu,Ag,Ni,Co,W或Eu，特别优先选择Ir,Au,Pt,W或Os。
Ar1,Ar2每次出现时可以是相同或不同,是一个环状基团,其中Ar1至少包含有一个施主原子，即有一孤对电子的原子，如氮，通过它环状基团与金属配位连接；其中Ar2至少包含有一个碳原子,通过它环状基团与金属连接；Ar1和Ar2由共价键联接在一起,可各自携带一个或多个取代基团，它们也可再通过取代基团联接在一起；L’每次出现时可以是相同或不同，是一个双齿螯合的辅助配体，最好是单阴离子双齿螯合配体；q1可以是0,1,2或3,优选地是2或3；q2可以是0,1,2或3,优选地是1或0。有机配体的例子可选自苯基吡啶衍生物或7,8-苯并喹啉衍生物。所有这些有机配体都可能被取代，例如被烷基链或含氟或硅取代。辅助配体可优先选自乙酸丙酮或苦味酸。
一些三重态发光体的材料极其应用的例子可在下述专利文件和文献中找到:WO200070655,WO200141512,WO200202714,WO200215645,WO2005033244,WO2005019373,US20050258742,US20070087219,US20070252517,US2008027220,WO2009146770,US20090061681,US20090061681,WO2009118087,WO2010015307,WO2010054731,WO2011157339,WO2012007087,WO201200708,WO2013107487,WO2013094620,WO2013174471,WO 2014031977,WO 2014112450,WO2014007565,WO2014024131,Baldo et al.Nature(2000),750,Adachi et al.Appl.Phys.Lett.(2001),1622,Kido et al.Appl.Phys.Lett.(1994),2124,Wrighton et al.J.Am.Chem.Soc.(1974),998,Ma et al.Synth.Metals(1998),245。特此将上述列出的专利文件和文献中的全部内容并入本文作为参考。在下面的表中列出一些合适的三重态发光体的例子:
③热激活延迟荧光发光材料(TADF)
传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间穿越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达到100％。但磷光材料昂贵，材料稳定性差，器件效率滚降严重等问题限制了其在OLED中的应用。热激活延迟荧光发光材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态-三线态能级差(ΔEst)，三线态激子可以通过反系间穿越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子。器件内量子效率可达到100％。同时材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需要贵金属，在OLED领域的应用前景广阔。
TADF材料需要具有较小的单线态-三线态能级差，优选为ΔEst<0.3eV，更好优选为ΔEst<0.25eV，进一步优选为ΔEst<0.20eV，最优选为ΔEst<0.1eV。在一个优先的实施方案中，TADF材料有比较小的ΔEst，在另一个优选的实施方案中，TADF有较好的荧光量子效率。一些TADF发光的材料可在下述专利文件中找到:CN103483332(A)，TW201309696(A)，TW201309778(A)，TW201343874(A)，TW201350558(A)，US20120217869(A1)，WO2013133359(A1)，WO2013154064(A1)，Adachi,et.al.Adv.Mater.,21,2009,4802，Adachi,et.al.Appl.Phys.Lett.,98,2011,083302，Adachi,et.al.Appl.Phys.Lett.,101,2012,093306，Adachi,et.al.Chem.Commun.,48,2012,11392，Adachi,et.al.Nature Photonics,6,2012,253，Adachi,et.al.Nature,492,2012,234，Adachi,et.al.J.Am.Chem.Soc,134,2012,14706，Adachi,et.al.Angew.Chem.Int.Ed,51,2012,11311，Adachi,et.al.Chem.Commun.,48,2012,9580，Adachi,et.al.Chem.Commun.,48,2013,10385，Adachi,et.al.Adv.Mater.,25,2013,3319，Adachi,et.al.Adv.Mater.,25,2013,3707，Adachi,et.al.Chem.Mater.,25,2013,3038，Adachi,et.al.Chem.Mater.,25,2013,3766，Adachi,et.al.J.Mater.Chem.C.,1,2013,4599，Adachi,et.al.J.Phys.Chem.A.,117,2013,5607，特此将上述列出的专利或文章文件中的全部内容并入本文作为参考。
下面的表中列出一些合适的TADF发光材料的例子:
本发明的另一个目的是为印刷OLED提供材料解决方案。
用于这个目的，本发明的化合物，其分子量≥700mol/kg，优选为≥800mol/kg，更优选为≥900mol/kg，进一步优选为≥1000mol/kg，最优选为≥1100mol/kg。
在另一些优选的实施例中，本发明的化合物，在25℃时，在甲苯中的溶解度≥10mg/ml，优选为≥15mg/ml，更优选为≥20mg/ml。
本发明还进一步涉及一种组合物或油墨，包含有一种本发明的有机化合物或高聚物及至少一种有机溶剂。
用于印刷工艺时，油墨的粘度，表面张力是重要的参数。合适的油墨的表面张力参数适合于特定的基板和特定的印刷方法。
在一个优选的实施例中，本发明的油墨在工作温度或在25℃下的表面张力约为19dyne/cm～50dyne/cm，更优选为22dyne/cm～35dyne/cm，最优选为25dyne/cm～33dyne/cm。
在另一个优选的实施例中，本发明的油墨在工作温度或25℃下的粘度约为1cps～100cps，优选为1cps～50cps，更优选为1.5cps～20cps，最优选为4.0cps～20cps。如此配制的组合物将便于喷墨印刷。
粘度可以通过不同的方法调节，如通过合适的溶剂选取和油墨中功能材料的浓度。本发明的包含有所述地金属有机配合物或高聚物的油墨可方便人们将印刷油墨按照所用的印刷方法在适当的范围调节。一般地，按照本发明的组合物包含的功能材料的重量比为0.3wt％～30wt％，优选为0.5wt％～20wt％，更优选为0.5wt％～15wt％，进一步优选为0.5wt％～10wt％，最优选为1wt％～5wt％。
在一些实施例中，本发明的油墨中，所述至少一种有机溶剂选自基于芳族或杂芳族的溶剂，特别是脂肪族链/环取代的芳族溶剂、或芳族酮溶剂，或芳族醚溶剂。
适合本发明的溶剂的例子有，但不限于：基于芳族或杂芳族的溶剂:对二异丙基苯、戊苯、四氢萘、环己基苯、氯萘、1,4-二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、二戊苯、三戊苯、戊基甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二乙苯、间二乙苯、对二乙苯、1,2,3,4-四甲苯、1,2,3,5-四甲苯、1,2,4,5-四甲苯、丁苯、十二烷基苯、二己基苯、二丁基苯、对二异丙基苯、1-甲氧基萘、环己基苯、二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、1-甲基萘、1,2,4-三氯苯、1,3-二丙氧基苯、4,4-二氟二苯甲烷、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、二苯甲烷、2-苯基吡啶、3-苯基吡啶、N-甲基二苯胺、4-异丙基联苯、α,α-二氯二苯甲烷、4-(3-苯基丙基)吡啶、苯甲酸苄酯、1,1-双(3,4-二甲基苯基)乙烷、2-异丙基萘、二苄醚等；基于酮的溶剂:1-四氢萘酮，2-四氢萘酮，2-(苯基环氧)四氢萘酮，6-(甲氧基)四氢萘酮，苯乙酮、苯丙酮、二苯甲酮、及它们的衍生物，如4-甲基苯乙酮、3-甲基苯乙酮、2-甲基苯乙酮、4-甲基苯丙酮、3-甲基苯丙酮、2-甲基苯丙酮，异佛尔酮、2,6,8-三甲基-4-壬酮、葑酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、2,5-己二酮、佛尔酮、二正戊基酮；芳族醚溶剂：3-苯氧基甲苯、丁氧基苯、苄基丁基苯、对茴香醛二甲基乙缩醛、四氢-2-苯氧基-2H-吡喃、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、1,4-苯并二噁烷、1,3-二丙基苯、2,5-二甲氧基甲苯、4-乙基本乙醚、1,2,4-三甲氧基苯、4-(1-丙烯基)-1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、缩水甘油基苯基醚、二苄基醚、4-叔丁基茴香醚、反式-对丙烯基茴香醚、1,2-二甲氧基苯、1-甲氧基萘、二苯醚、2-苯氧基甲醚、2-苯氧基四氢呋喃、乙基-2-萘基醚、戊醚c己醚、二辛醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇乙基甲醚、三乙二醇丁基甲醚、三丙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚；酯溶剂：辛酸烷酯、癸二酸烷酯、硬脂酸烷酯、苯甲酸烷酯、苯乙酸烷酯、肉桂酸烷酯、草酸烷酯、马来酸烷酯、烷内酯、油酸烷酯等。
进一步，本发明的油墨中，所述至少一种溶剂可选自：脂肪族酮，例如，2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、2,5-己二酮、2,6,8-三甲基-4-壬酮、佛尔酮、二正戊基酮等；或脂肪族醚，例如，戊醚、己醚、二辛醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇乙基甲醚、三乙二醇丁基甲醚、三丙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等。
在另一些优选的实施例中，所述的印刷油墨进一步包含另一种有机溶剂。另一种有机溶剂的例子包括(但不限于)：甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、邻二氯苯、四氢呋喃、苯甲醚、吗啉、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1,4二氧杂环己烷、丙酮、甲基乙基酮、1,2二氯乙烷、3-苯氧基甲苯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢萘、萘烷、茚和/或它们的混合物。
在一个优选的实施方案中，本发明的组合物是一溶液。
在另一个优选的实施方案中，本发明的组合物是一悬浮液。
本发明实施例中的组合物中可以包括本发明的有机化合物或其混合物，本发明的有机化合物或其混合物的重量百分比为0.01wt％～20wt％，优选为0.1wt％～15wt％，更优选为0.2wt％～10wt％，最优选为0.25wt％～5wt％。
本发明还涉及所述组合物作为涂料或印刷油墨在制备有机电子器件时的用途，特别优选的是通过打印或涂布的制备方法。
其中，适合的打印或涂布技术包括(但不限于)喷墨打印，喷印(NozzlePrinting)，活版印刷，丝网印刷，浸涂，旋转涂布，刮刀涂布，辊筒印花，扭转辊印刷，平版印刷，柔版印刷，轮转印刷，喷涂，刷涂或移印，狭缝型挤压式涂布等。首选的是喷墨印刷，喷印及凹版印刷。溶液或悬浮液可以另外包括一个或多个组份例如表面活性化合物，润滑剂，润湿剂，分散剂，疏水剂，粘接剂等，用于调节粘度，成膜性能，提高附着性等。有关打印技术，及其对有关溶液的相关要求，如溶剂及浓度，粘度等，的详细信息请参见Helmut Kipphan主编的《印刷媒体手册:技术和生产方法》(Handbook of Print Media:Technologies andProduction Methods),ISBN 3-540-67326-1。
本发明进一步涉及一种有机电子器件是电致发光器件，其中包含一基片，一阳极，至少一发光层，一阴极，选择性的还可包含一空穴传输层。在某些实施例中，在所述的空穴传输层中包含一按照本发明的化合物或高聚物。在一个优选的实施方案中，在所述的发光层中包含一本发明的化合物或高聚物，更加优选的，在所述的发光层中包含一本发明的化合物或高聚物，及至少一种发光材料，发光材料可优选于荧光发光体，磷光发光体，TADF材料。
下面对电致发光器件的器件结构做一描述，但不限于此。
基片可以是不透明或透明。一个透明的基板可以用来制造一个透明的发光元器件。例如可参见，Bulovic等Nature 1996,380,p29，和Gu等，Appl.Phys.Lett.1996,68,p2606。基片可以是刚性的或弹性的。基片可以是塑料，金属，半导体晶片或玻璃。最好是基片有一个平滑的表面。无表面缺陷的基板是特别理想的选择。在一个优选的实施例中，基片是柔性的，可选于聚合物薄膜或塑料，其玻璃化温度Tg为150℃以上，优选为超过200℃，更优选为超过250℃，最优选为超过300℃。合适的柔性基板的例子有聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和聚乙二醇(2,6-萘)(PEN)。
阳极可包含一导电金属或金属氧化物，或导电聚合物。阳极可以容易地注入空穴到空穴注入层(HIL)或空穴传输层(HTL)或发光层中。在一个的实施例中，阳极的功函数和发光层中的发光体或作为HIL或HTL或电子阻挡层(EBL)的p型半导体材料的HOMO能级或价带能级的差的绝对值小于0.5eV，优选为小于0.3eV，最优选为小于0.2eV。阳极材料的例子包含但不限于：Al、Cu、Au、Ag、Mg、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt、ITO、铝掺杂氧化锌(AZO)等。其他合适的阳极材料是已知的，本领域普通技术人员可容易地选择使用。阳极材料可以使用任何合适的技术沉积，如一合适的物理气相沉积法，包含射频磁控溅射，真空热蒸发，电子束(e-beam)等。在某些实施例中，阳极是图案结构化的。图案化的ITO导电基板可在市场上买到，并且可以用来制备根据本发明的器件。
阴极可包含一导电金属或金属氧化物。阴极可以容易地注入电子到EIL或ETL或直接到发光层中。在一个的实施例中，阴极的功函数和发光层中发光体或作为电子注入层(EIL)或电子传输层(ETL)或空穴阻挡层(HBL)的n型半导体材料的LUMO能级或导带能级的差的绝对值小于0.5eV，优选为小于0.3eV，最优选为小于0.2eV。原则上，所有可用作OLED的阴极的材料都可能作为本发明器件的阴极材料。阴极材料的例子包含但不限于：Al、Au、Ag、Ca、Ba、Mg、LiF/Al、MgAg合金、BaF2/Al、Cu、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt、ITO等。阴极材料可以使用任何合适的技术沉积，如一合适的物理气相沉积法，包含射频磁控溅射，真空热蒸发，电子束(e-beam)等。
OLED还可以包含其他功能层，如空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)。适合用于这些功能层中的材料在前面有详细的描述。
在另一个优选的实施例中，本发明的发光器件中，其电子传输层(ETL)或空穴阻挡层(HBL)包含本发明的有机化合物或高聚物，并且通过溶液加工的方法制备而成。
本发明的发光器件，其发光波长为300nm～1000nm，优选为350nm～900nm，更优选为400nm～800nm。
本发明还涉及电致发光器件在各种电子设备中的应用，包含，但不限于，显示设备，照明设备，光源，传感器等等。
下面将结合优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了在本发明的范围里在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本发明的各实施例所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的范围所覆盖。
具体实施例
本发明的化合物的合成方法举例，但本发明并不局限于下述实施例。
实施例1：化合物(M1)的合成：
合成路线：
1)中间体M1-3的合成：氮气环境下，将(33.6g,100mmol)的化合物M1-1、(24.4g,200mmol)的M1-2、(6.9g,6mmol)四(三苯基磷)钯、(6.5g,20mmol)四丁基溴化铵、(8g,200mmol)氢氧化钠、(40mL)水和(250mL)甲苯加入500mL的三口瓶中，加热80℃搅拌反应12小时，结束反应，将反应液旋转蒸发掉大部分溶剂，用二氯甲烷溶解，水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率80％。
2)中间体M1-6的合成：氮气环境下，将(12.4g，100mmol)的化合物M1-4、(17.3g，100mmol)的化合物M1-5、(27.6g，200mmol)的碳酸钾和300mL二甲基甲酰胺加入到500mL的三口瓶中，加热到130℃，搅拌反应4小时，待反应结束后，让反应冷却到室温，将反应液倒入600mL的纯净水中，待固体析出完全后，抽滤，滤渣用二氯甲烷和乙醇混合溶液进行重结晶，产率80％。
3)中间体M1-7的合成：氮气环境下，将(13.7g,60mmol)的化合物M1-6和200mL无水四氢呋喃加入到500mL的三口瓶中，降温到-78℃，缓慢滴加60mmol正丁基锂，反应2小时，一次性加入(19.9g,60mmol)的化合物M1-3，让反应自然升到室温，继续反应12小时，往反应液一次性加入稀盐酸，继续反应0.5小时，旋走大部分溶剂后，用二氯甲烷萃取并水洗3遍，收集有机相，旋干后，无需进一步提纯，直接作为下一步反应的原料。
4)化合物M1的合成：将上一步的反应产物M1-7、(100mL)乙酸和(20mL)盐酸加入250mL的三口瓶中，加热110℃搅拌反应4小时，结束反应，将反应液倒置400mL纯净水中，搅拌沉淀后抽滤，先后用水和乙醇冲洗滤渣，收集滤渣重结晶，两步产率合65％。
实施例2：化合物(M2)的合成：
合成路线：
1)中间体M2-2的合成：依照化合物M1-6的合成方法，将化合物M2-1替代化合物M1-4，产率85％。
2)中间体M2-4的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M2-2和化合物M2-3替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M2-5的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M2-4替代化合物M1-7，两步产率合70％。
4)中间体M2-6的合成：氮气环境下，将(21.7g,50mmol)的化合物M2-5、(12.7g，50mmol)联硼酸频那醇酯、(9.8g，100mmol)醋酸钾、(2.2g，3mmol)Pd(ppf)Cl2和150mL的1,4-二氧六环作溶剂加入到到250mL的三口瓶中，加热110℃反应12小时，待反应完毕，将反应液降到室温，将反应液进行抽滤，旋转蒸发掉大部分滤液，用二氯甲烷溶解水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率80％。
5)化合物M2的合成：氮气环境下，将(14.5g,30mmol)的化合物M2-6、(10.3g,30mmol)的化合物M2-7，(2.08g,1.8mmol)四(三苯基磷)钯，(1.3g,4mmol)四丁基溴化铵，(1.2g,30mmol)氢氧化钠，(15mL)水和(100mL)甲苯加入250mL的三口瓶中，加热80℃搅拌反应12小时，结束反应，将反应液旋转蒸发掉大部分溶剂，用二氯甲烷溶解水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率70％。
实施例3：化合物(M3)的合成：
合成路线：
1)中间体M3-2的合成：依照化合物M1-6的合成方法，将化合物M3-1替代化合物M1-4，产率80％。
2)中间体M3-3的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M3-2和化合物M1-1替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M3-4的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M3-3替代化合物M1-7，两步产率合65％。
4)化合物M3的合成：依照化合物M1-3的合成方法，将化合物M3-4和M3-5替代化合物M1-1和M1-2，产率75％。
实施例4：化合物(M4)的合成：
合成路线：
1)中间体M4-2的合成：依照化合物M1-6的合成方法，将化合物M4-1替代化合物M1-4，产率85％。
2)中间体M4-4的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M4-2和化合物M4-3替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M4-5的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M4-4替代化合物M1-7，两步产率合65％。
4)化合物M4的合成：氮气环境下，将(16.0g，30mmol)化合物M4-5、(5.1g，30mmol)化合物M4-6、(2.87g，15mmol)碘化亚铜、(1.71g，15mmol)反式环己二胺、(9.5g，30mmol)磷酸钾和100mL甲苯加入到250mL三口瓶中，加热搅拌至110℃反应12小时，结束反应，冷却到室温，将反应液液进行抽滤，旋转蒸发掉大部分滤液，用二氯甲烷溶解水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率75％。
实施例5：化合物(M5)的合成：
合成路线：
1)中间体M5-3的合成：氮气环境下，将(10.8g，100mmol)化合物M5-1、(14.8g，100mmol)化合物M5-2和200mL去离子水加入到500mL三口瓶中，加热搅拌至100℃反应2小时，结束反应，将反应液冷却到室温，将反应液进行抽滤，滤渣在10-3pa左右300℃下进行升华，产率80％。
2)中间体M5-5的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M5-4和化合物M5-3替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M5-6的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M5-5替代化合物M1-7，两步产率合60％。
4)化合物M5的合成：氮气环境下，将(11.7g,30mmol)的化合物M5-6、(8.7g,30mmol)的化合物M5-7，(2.08g,1.8mmol)四(三苯基磷)钯，(1.3g,4mmol)四丁基溴化铵，(1.2g,30mmol)氢氧化钠，(15mL)水和(100mL)甲苯加入250mL的三口瓶中，加热80℃搅拌反应12小时，结束反应，将反应液旋转蒸发掉大部分溶剂，用二氯甲烷溶解水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率70％实施例6：化合物(M6)的合成：
合成路线：
1)中间体M6-2的合成：依照化合物M5-3的合成方法，将化合物M6-1和M5-2替代化合物M5-1。
2)中间体M6-4的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M6-3和化合物M6-2替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M6-5的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M6-4替代化合物M1-7，两步产率合60％。
4)中间体M6-6的合成：氮气环境下，将(21.8g,50mmol)的化合物M6-5、(12.7g，50mmol)联硼酸频那醇酯、(9.8g，100mmol)醋酸钾、(2.2g，3mmol)Pd(ppf)Cl2和150mL的1,4-二氧六环作溶剂加入到到250mL的三口瓶中，加热110℃反应12小时，待反应完毕，将反应液降到室温，将反应液进行抽滤，旋转蒸发掉大部分滤液，用二氯甲烷溶解水洗3遍，收集有机液拌硅胶过柱进行纯化，产率75％。
5)化合物M6的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M6-6和化合物M6-7替代化合物M5-7和M5-6，产率65％。
实施例7：化合物(M7)的合成：
合成路线：
1)中间体M7-2的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M7-1替代化合物M6-5，产率80％。
2)中间体M7-4的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M7-2和化合物M7-3替代化合物M5-7和M5-6，产率75％。
3)中间体M7-6的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M7-4和化合物M7-5替代化合物M1-6和M1-3。
4)中间体M7-7的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M7-6替代化合物M1-7，两步产率合65％。
5)化合物M7的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M7-7和化合物M7-8替代化合物M5-6和M5-7，产率70％。
实施例8：化合物(M8)的合成：
合成路线：
1)中间体M8-3的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M8-1和化合物M8-2替代化合物M5-7和M5-6，产率70％。
2)中间体M8-4的合成：氮气环境下，将(22.6g，60mmol)化合物M8-3和50mL甲基磺酸加入到150mL三口瓶中，加热搅拌至100℃反应4小时，结束反应，将反应液冷却到室温，将反应液倒入冰水中，缓慢用氢氧化钠将溶液调至PH中性，抽滤，滤渣用二氯甲烷和乙醇混合溶液重结晶，产率75％。
3)中间体M8-5的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M7-4和化合物M8-4替代化合物M1-6和M1-3。
4)化合物M8的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M8-5替代化合物M1-7，两步产率合65％。
实施例9：化合物(M9)的合成：
合成路线：
1)中间体M9-2的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M9-1替代化合物M6-5，产率80％。
2)中间体M9-3的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M9-2和化合物M7-3替代化合物M5-7和M5-6，产率75％。
3)中间体M9-4的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M9-3和化合物M7-5替代化合物M1-6和M1-3。
4)中间体M9-5的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M9-4替代化合物M1-7，两步产率合60％。
5)中间体M9-6的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M9-5替代化合物M6-5，产率75％。
6)化合物M9的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M9-6和化合物M9-7替代化合物M5-7和M5-6，产率70％。
实施例10：化合物(M10)的合成：
合成路线：
1)中间体M10-2的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M10-1替代化合物M6-5，产率80％。
2)中间体M10-4的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M10-2和化合物M10-3替代化合物M5-7和M5-6，产率70％。
3)中间体M10-6的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M10-4和化合物M10-5替代化合物M1-6和M1-3。
4)化合物M10的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M10-6替代化合物M1-7，两步产率合60％。
实施例11：化合物(M11)的合成：
合成路线：
1)中间体M11-2的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M11-1替代化合物M6-5，产率80％。
2)中间体M11-3的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M11-2和化合物M7-3替代化合物M5-7和M5-6，产率75％。
3)中间体M11-4的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M11-3和化合物M4-3替代化合物M1-6和M1-3。
4)中间体M11-5的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M11-4替代化合物M1-7，两步产率合60％。
5)中间体M11-6的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M11-5替代化合物M6-5，产率75％。
6)化合物M11的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M11-6和化合物M11-7替代化合物M5-7和M5-6，产率70％。
实施例12：化合物(M12)的合成：
合成路线：
1)中间体M12-3的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M12-1和化合物M12-2替代化合物M1-6和M1-3。
2)中间体M12-4的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M12-3替代化合物M1-7，两步产率合65％。
3)化合物M12的合成：依照化合物M4的合成方法，将化合物M12-4和M12-5替代化合物M4-5和M4-6，产率75％。
实施例13：化合物(M13)的合成：
合成路线：
1)中间体M13-2的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M4-2和化合物M13-1替代化合物M1-6和M1-3。
2)化合物M13的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M13-2替代化合物M1-7，两步产率合60％。
实施例14：化合物(M14)的合成：
合成路线：
1)中间体M14-2的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M4-2和化合物M14-1替代化合物M1-6和M1-3。
2)化合物M14的合成：依照化合物M14的合成方法，将化合物M14-2替代化合物M1-7，两步产率合65％。
实施例15：化合物(M15)的合成：
合成路线：
1)中间体M15-2的合成：依照化合物M5-3的合成方法，将化合物M15-1替代化合物M5-1，产率65％。
2)中间体M15-3的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M6-3和化合物M15-2替代化合物M1-6和M1-3。
3)中间体M15-4的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M15-3替代化合物M1-7，两步产率合60％。
4)化合物M15的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M15-4和化合物M15-5替代化合物M5-6和M5-7，产率75％。
实施例16：化合物(M16)的合成：
合成路线：
1)中间体M16-3的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M16-1和化合物M16-2替代化合物M5-6和M5-7，产率80％。
2)中间体M16-5的合成：依照化合物M6-6的合成方法，将化合物M16-4替代化合物M6-5，产率75％。
3)中间体M16-6的合成：依照化合物M5的合成方法，将化合物M7-3和化合物M16-5替代化合物M5-6和M5-7，产率75％。
4)中间体M16-7的合成：依照化合物M1-7的合成方法，将化合物M16-6和化合物M16-3替代化合物M1-6和M1-3。
5)中间体M16-6的合成：依照化合物M1的合成方法，将化合物M16-7替代化合物M1-7，两步产率合65％。
有机化合物的能量结构
有机材料的能级可通过量子计算得到，比如利用TD-DFT(含时密度泛函理论)通过Gaussian09W(Gaussian Inc.)，具体的模拟方法可参见WO2011141110。首先用半经验方法“Ground State/DFT/Default Spin/B3LYP/6-31G(d)”(Charge 0/Spin Singlet)来优化分子几何结构，然后有机分子的能量结构由TD-DFT(含时密度泛函理论)方法算得“TD-SCF/DFT/Default Spin/B3PW91”与基组“6-31G(d)”(Charge 0/Spin Singlet)。HOMO和LUMO能级按照下面的校准公式计算，S1和T1直接使用。
HOMO(eV)＝((HOMO(G)×27.212)-0.9899)/1.1206
LUMO(eV)＝((LUMO(G)×27.212)-2.0041)/1.385
其中HOMO(G)和LUMO(G)是Gaussian 09W的直接计算结果，单位为Hartree。结果如表一所示：
表一
OLED器件的制备及表征
在本实施例中，在绿光器件中，分别用化合物M2、M3、M6和M9作为单主体材料，或M2、M3、M6、M9分别与H1混合作为共主体，如下图式的Emitter-G作为发光材料，HATCN作为空穴注入材料，HTL作为空穴传输材料，ETM作为电子传输材料，Liq作为电子注入材料，构造成器件结构为ITO/HATCN/HTL/主体材料:Emitter-G(10％)/ETM:Liq/Liq/Al的电致发光器件。
在红光器件中，分别用化合物M10、M11、M12和M13作为单主体材料，或M10、M11、M12、M13分别与H2混合作为共主体，如下图式的Emitter-R作为发光材料，HATCN作为空穴注入材料，HTL作为空穴传输材料，ETM作为电子传输材料，Liq作为电子注入材料，构造成器件结构为ITO/HATCN/HTL/主体材料:Emitter-R(3％)/ETM:Liq/Liq/Al的电致发光器件。
上述材料HATCN、HTL、Emitter、ETM、Liq均是可商业购得，如吉林奥莱德(JilinOLED Material Tech Co.,Ltd，www.jl-oled.com)等，或其合成方法均为现有技术，详见现有技术中的参考文献，在此不再赘述。
下面通过具体实施例来详细说明采用上述的OLED器件的制备过程，OLED器件(如表二)的结构为：ITO/HATCN/HTL/主体材料:Emitter/ETM:Liq/Liq/Al，制备步骤如下：
a、ITO(铟锡氧化物)导电玻璃基片的清洗：使用各种溶剂(例如氯仿、丙酮或异丙醇中的一种或几种)清洗，然后进行紫外臭氧处理；
b、HATCN(30nm),HTL(50nm),主体材料:Emitter(40nm)，ETM:Liq(30nm)，Liq(1nm)，Al(100nm)在高真空(1×10-6毫巴)中热蒸镀而成；
c、封装:器件在氮气手套箱中用紫外线硬化树脂封装。
采用表征设备测试绿光器件实施例1～8和对比例1的有机发光二极管的电流电压(J-V)特性，同时记录重要的参数如效率、寿命(见表二)及外部量子效率。表二中，所有外量子效率和寿命都是相对对比例1的有机发光二极管的相对值。可见，基于本发明的实施例相对于对比例1在器件的外量子效率和寿命均有一定程度的提升，基于混合物M9：H1＝5:5(w/w)的器件的发光效率和寿命在同类型器件中是最高的，主要的原因可能是基于混合物的器件，两种主体之间能形成激基复合物的中间能态，更有利于能量的充分利用和传输(下同)。可见，基于本发明的化合物制备所得的绿光器件在效率和寿命方面均得到了较大提高。
表二
| OLED器件 | 主体材料 | EQE | T90@1000nits |
| 实施例1 | M2 | 1.53 | 2.6 |
| 实施例2 | M3 | 1.65 | 2.9 |
| 实施例3 | M6 | 1.72 | 3.3 |
| 实施例4 | M9 | 1.80 | 3.8 |
| 实施例5 | M2:H1＝5:5(w/w) | 2.04 | 4.8 |
| 实施例6 | M3:H1＝5:5(w/w) | 1.96 | 4.4 |
| 实施例7 | M6:H1＝5:5(w/w) | 1.90 | 4.0 |
| 实施例8 | M9:H1＝5:5(w/w) | 2.13 | 5.2 |
| 对比例1 | Ref-1 | 1 | 1 |
采用表征设备测试红光器件实施例9～12和对比例2的有机发光二极管的电流电压(J-V)特性，同时记录重要的参数如效率，寿命(见表三)及外部量子效率。表三中，所有外量子效率和寿命都是相对对比例2的有机发光二极管的相对值。可见，基于本发明的实施例相对于对比例2在器件的外量子效率和寿命均有一定程度的提升，基于化合物M11的器件的发光效率和寿命在同类型器件中是最高的。可见，基于本发明的化合物制备所得的红光器件在效率和寿命方面均得到了较大提高。
表三
| OLED器件 | 主体材料 | EQE | T90@1000nits |
| 实施例9 | M10 | 1.70 | 3.1 |
| 实施例10 | M11 | 1.78 | 3.6 |
| 实施例11 | M12 | 1.63 | 2.8 |
| 实施例12 | M13 | 1.52 | 2.5 |
| 对比例2 | Ref-2 | 1 | 1 |
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种含咪唑螺环的化合物，其特征在于，所述含咪唑螺环的化合物的结构通式选自式(4-2)、(4-4)、(4-8)和(5-6)中的任意一种：
R1～R3每次出现分别独立选自H、D、F、CN、取代或未取代的碳原子数1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数3～30的环烷基、取代或未取代的环原子数5～60的芳香基团或杂芳香基团。
2.根据权利要求1所述的含咪唑螺环的化合物，其特征在于，所述R1～R3分别独立选自如下结构基团中的一种：
其中，X2每次出现分别独立选自N或CR7；
Y2每次出现分别独立选自N(R8)；
R7、R8分别独立选自H、D、F、烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳烷基、杂烷基、芳香基团或杂芳香基团。
3.根据权利要求1所述的含咪唑螺环的化合物，其特征在于，所述R1～R3分别独立选自如下所示结构基团中的一种：
4.一种含咪唑螺环的化合物，其特征在于，具有如下任一所示的结构：
5.一种混合物，其特征在于，所述混合物包括权利要求1～4任一项所述的含咪唑螺环的化合物，及至少一种有机功能材料，所述有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光体、主体材料或有机染料。
6.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括权利要求1～4任一项所述的含咪唑螺环的化合物，及至少一种有机溶剂。
7.一种有机电子器件，其特征在于，由至少包括权利要求1～4任一项所述的含咪唑螺环的化合物或权利要求5所述的混合物或权利要求6所述的组合物的原料制备而成。
8.根据权利要求7所述的有机电子器件，其特征在于，所述的有机电子器件包含一基片，一阳极，至少一发光层，一阴极，所述发光层至少包括权利要求1～4任一项所述的含咪唑螺环的化合物或权利要求5所述的混合物或权利要求6所述的组合物。
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