CN110903295A - 一种以苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物及其应用，属于半导体技术领域，本发明提供化合物的结构如通式(1)所示：
Figure DDA0001803569440000011
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三线态能级，能有有效地阻挡能量损失，并利于能量传递；因本发明化合物含有二苯并呋喃衍生物为核心，搭配长支链结构，具有较强的刚性，分子间不易结晶，不易聚集，具有良好的成膜性的特点。因此本发明化合物作为OLED发光器件的发光功能层材料使用时，搭配本发明范围内的支链可有提升器件的使用寿命和效率。

Description

一种以苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物及其应用
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种以苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物及其应用。
背景技术
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，本发明提供了一种以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物及其在有机电致发光器件上的应用。本发明提供的有机化合物不易结晶，具有良好的热稳定性和较高的玻璃化温度，同时具有合适的HOMO能级，采用本发明提供的有机化合物的器件通过结构优化，可有效提升OLED器件的光电性能以及OLED器件的寿命。
具体技术方案如下：
一种以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物，该化合物的结构如通式(1)所示：
Figure BDA0001803569420000021
其中，所述L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、取代或未取代的亚二联苯基、取代或未取代的亚三联苯基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚苯并呋喃基；
所述R1、R2分别独立的表示为氢原子、通式(2)或通式(3)所示结构；R1与R2相同或不同；且R1与R2不同时为氢；
Figure BDA0001803569420000022
所述通式(2)或通式(3)通过L1-L2、L2-L3、L3-L4、L5-L6、L6-L7或L7-L8键与通式(1)并环连接；
所示X、X1、X2分别独立的表示为单键、-O-、-S-、-C(R3)(R4)-或N(R5)，且X1、X2不同时表示为单键；
所述A表示为通式(4)、通式(5)、通式(6)、通式(7)或通式(8)所示结构；
Figure BDA0001803569420000023
Figure BDA0001803569420000031
*表示A与L的连接位点；
所述Ar1至Ar5分别独立的表示为氢原子、氰基、卤素、C1-20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；
所述R3至R5分别独立的表示为C1-20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；
所述可取代基团的取代基任选自卤素、氰基、C1-20的烷基、C6-30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；
所述杂芳基中的杂原子任选自氧原子、硫原子或氮原子中的一种或多种。
进一步改进，通式(1)所示结构，可表示为通式(1-1)至通式(1-10)所示结构中任一种：
Figure BDA0001803569420000032
进一步改进，所述R3至R5分别独立的表示为甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、萘啶基、联苯基或吡啶基；
所述Ar1至Ar5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、叔丁基、戊基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的萘啶基、咔唑基、二苯并吡咯基、苯并噻吩基或二苯并呋喃基；
所述可取代基团的取代基任选自氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、苯并呋喃基、咔唑基、苯并噻吩基或呋喃基中的一种或多种。
进一步改进，所述化合物具体结构为：
Figure BDA0001803569420000041
Figure BDA0001803569420000042
Figure BDA0001803569420000051
Figure BDA0001803569420000061
Figure BDA0001803569420000071
Figure BDA0001803569420000081
Figure BDA0001803569420000091
Figure BDA0001803569420000101
Figure BDA0001803569420000111
Figure BDA0001803569420000121
Figure BDA0001803569420000131
Figure BDA0001803569420000141
Figure BDA0001803569420000142
(367)中的任一种。
本发明的第二个方面是提供一种上述的有机化合物的制备方法，具有这样的特征，
通式(1)所示化合物的制备反应方程式如下所示：
Figure BDA0001803569420000143
上述反应式的具体制备方法为：称取原料A和中间体B，用甲苯溶解；再加入Pd2(dba)3、P(t-Bu)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，得产物C；原料A与中间体B的摩尔比为1:(1.2-3.0)，Pd2(dba)3与原料A的摩尔比为(0.006-0.02):1，P(t-Bu)3与原料A的摩尔比为(0.006-0.02):1，叔丁醇钠与原料A的摩尔比为(1.0-3.0):1。
本发明的第三个方面是提供上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物在制备有机电致发光器件中的应用。
本发明的第四个方面是提供一种有机电致发光器件，具有这样的特征，上述有机电致发光器件包括至少一层功能层，上述功能层含有上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物。
本发明的第五个方面是提供一种有机电致发光器件，包括空穴传输层，具有这样的特征，上述空穴传输层含有上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物。
本发明的第六个方面是提供一种有机电致发光器件，包括电子阻挡层，具有这样的特征，上述电子阻挡层含有上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物。
本发明的第七个方面是提供一种有机电致发光器件，包括空穴传输层和电子阻挡层，具有这样的特征，上述空穴传输层和电子阻挡层含有上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物。
本发明的第八个方面是提供一种有机电致发光器件，包括发光层，具有这样的特征，上述发光层含有上述以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物。
本发明的第九个方面是提供一种照明或显示元件，具有这样的特征，包括上述的有机电致发光器件。
上述方案的有益效果是：
本发明提供的化合物以二苯并呋喃衍生物为母核，具有较强的空穴迁移率，高的空穴传输速率能够降低器件的起始电压，提高有机电致发光器件的效率；连接五元或六元并环长支链，支链较长，具有很强的刚性，具有分子间不易结晶，不易聚集的特点，具有较高的膜层稳定性；同时，本发明提供的化合物具有较适中分子量，具有更高的玻璃化转变温度，适宜的分解温度，通过对母核和支链进行不同的搭配，可对蒸镀温度进行调控，具有更宽的可加工窗口。
本发明化合物在恰当的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。
专利WO2009148062A1虽然公开了相似结构1-1，虽然母核与本发明部分化合物相同，但是已公开专利支链为五元环结构，而在本发明化合物中的支链为五元并环或六元并环，相比于已公开化合物，具有更强的刚性和更长的支链，使得分子间的距离变大，分子间相互作用力减弱，分子间相互作用力越小，越容易克服分子间作用力蒸至基板上，因此可以降低蒸镀温度，所以相比于已公开结构本发明化合物具有较低的蒸镀温度，从而使得材料的工业加工窗口变宽。
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；
图2为本发明制备的器件和对比器件在不同温度下测量的效率曲线图。
附图中：1为透明基板层，2为ITO阳极层，3为空穴注入层，4为空穴传输，5为电子阻挡层，6为发光层，7为电子传输或空穴阻挡层，8为电子注入层，9为阴极反射电极层，10为CPL层10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1：中间体B的合成：
Figure BDA0001803569420000161
(1)称取原料E和原料G，用体积比为1.5～3.0:1的甲苯乙醇混合溶剂溶解；再加入Na2CO3水溶液、Pd(PPh3)4；在惰性气氛下，将上述混合溶液于90～110℃下，搅拌反应10～24小时，然后冷却至室温、过滤反应溶液，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到中间体H；所述原料E与原料G的摩尔比为1:1.5～3.0；所述Pd(PPh3)4与原料E的摩尔比为0.006～0.02:1；所述Na2CO3与原料E的摩尔比为2.0～3.0:1；所述甲苯乙醇混合溶剂的用量为0.01mol原料E中加入30-40ml甲苯和15-20ml乙醇；
(2)在氮气保护下，称取中间体H和对甲苯磺酸，用甲苯溶解，加热至90～110℃，反应10～24小时；取样点板，显示无中间体H剩余，反应完全；反应结束后，向反应体系中加入饱和碳酸钠溶液淬灭，用乙酸乙酯萃取，分液，有机相用无水硫酸钠干燥后减压旋蒸至无馏分，所得粗产物过中性硅胶柱，得到中间体D；所述中间体H与对甲苯磺酸的摩尔比为1:1～1.5；所述甲苯的用量为0.01mol中间体H中加入30-40ml甲苯；所述饱和碳酸钠溶液的用量为0.01mol中间体H中加入5-15ml饱和碳酸钠溶液；所述乙酸乙酯的用量为0.01mol中间体H中加入30-45ml乙酸乙酯，分三次加入；
此类以中间体B1的合成为例：
Figure BDA0001803569420000171
(1)500mL的三口瓶，在氮气保护下，加入0.05mol原料E，0.1mol原料G-1，用混合溶剂溶解(180ml甲苯，90ml乙醇)，然后加入含有0.15mol Na2CO3的Na2CO3水溶液(2M)，通氮气搅拌1小时，然后加入0.0005mol Pd(PPh3)4，加热至105℃，反应15小时，取样点板，反应完全。自然冷却，过滤，滤液旋蒸，过硅胶柱，得到中间体H-1，HPLC纯度99.3％，收率61.5％。
元素分析结构(分子式C18H11BrO3)：理论值C,60.87；H,3.12；Br,22.50；O,13.51；测试值：C,60.85；H,3.14；Br,22.51；O,13.50。ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为353.99，实测值为354.21。
(2)250mL的三口瓶，在氮气保护下，加入0.03mol中间体H-1和0.036mol对甲苯磺酸，用100ml甲苯溶解，加热至100℃，反应15小时；取样点板，显示无中间体H-1剩余，反应完全；反应结束后，向反应体系中加入30ml的饱和碳酸钠溶液淬灭，用(30ml*3)乙酸乙酯萃取，分液，有机相用无水硫酸钠干燥后减压旋蒸至无馏分，所得粗产物过中性硅胶柱，得到中间体B1，HPLC纯度99.2％，收率55.4％。
元素分析结构(分子式C18H9BrO2)：理论值C,64.12；H,2.69；Br,23.70；O,9.49；测试值：C,64.10；H,2.67；Br,23.73；O,9.50。ESI-MS(m/z)(M+)：理论值为335.98，实测值为336.26。
按中间体B1的制备方法合成中间体B，中间体B的合成分为两步：原料E和原料G通过铃木反应生成中间体H；中间体H缩水成环反应生成中间体B，具体结构如表1所示。
实施例中所需的中间体B的合成参考中间体B1的合成，合成原料如表1：
表1
Figure BDA0001803569420000172
Figure BDA0001803569420000181
实施例2：化合物1的合成：
Figure BDA0001803569420000182
在250ml的三口瓶中，通氮气保护下，加入0.01mol中间体B1，0.012mol原料A1，150ml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99.34％，收率72.4％。元素分析结构(分子式C36H19NO3)：理论值:C,84.20；H,3.73；N,2.73；O,9.35；测试值C,84.22；H,3.71；N,2.76；O,9.33。HPLC-MS：材料分子量为513.14，实测分子量513.32。
实施例3：化合物8的合成：
Figure BDA0001803569420000183
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A2代替原料A1；元素分析结构(分子式C42H24N2O2)：理论值:C,85.70；H,4.11；N,4.76；O,5.44；测试值C,85.71；H,4.12；N,4.75；O,5.43。HPLC-MS：材料分子量为588.18，实测分子量588.34。
实施例4：化合物9的合成：
Figure BDA0001803569420000191
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A3代替原料A1；元素分析结构(分子式C39H25NO2)：理论值:C,86.80；H,4.67；N,2.60；O,5.93；测试值C,86.79；H,4.68；N,2.59；O,5.91。HPLC-MS：材料分子量为539.19，实测分子量539.32。
实施例5:化合物24的合成：
Figure BDA0001803569420000192
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A4代替原料A1；元素分析结构(分子式C49H27NO3)：理论值:C,86.84；H,4.02；N,2.07；O,7.08；测试值C,86.82；H,4.04；N,2.09；O,7.06。HPLC-MS：材料分子量为677.20，实测分子量677.44。
实施例6：化合物46的合成：
Figure BDA0001803569420000193
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A5代替原料A1，用中间体B2代替中间体B1；元素分析结构(分子式C39H25NO3)：理论值:C,84.31；H,4.54；N,2.52；O,8.64；测试值C,84.30；H,4.53；N,2.53；O,8.65。HPLC-MS：材料分子量为555.18，实测分子量555.29。
实施例7：化合物64的合成：
Figure BDA0001803569420000201
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A6代替原料A1；元素分析结构(分子式C49H29NO3)：理论值:C,86.58；H,4.30；N,2.06；O,7.06；测试值C,86.59；H,4.29；N,2.07；O,7.05。HPLC-MS：材料分子量为679.21，实测分子量679.37。
实施例8：化合物81的合成：
Figure BDA0001803569420000202
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A7代替原料A1，用中间体B2代替中间体B1；元素分析结构(分子式C49H29NO3)：理论值:C,86.84；H,4.02；N,2.07；O,7.08；测试值C,86.86；H,4.04；N,2.05；O,7.06。HPLC-MS：材料分子量为677.20，实测分子量677.34。
实施例9：化合物89的合成：
Figure BDA0001803569420000203
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A8代替原料A1，用中间体B3代替中间体B1；元素分析结构(分子式C36H19NO3)：理论值:C,84.20；H,3.73；N,2.73；O,9.35；测试值C,84.22；H,3.75；N,2.71；O,9.33。HPLC-MS：材料分子量为513.14，实测分子量513.27。
实施例10：化合物109的合成：
Figure BDA0001803569420000204
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A9代替原料A1，用中间体B4代替中间体B1；元素分析结构(分子式C49H29NO3)：理论值:C,86.58；H,4.30；N,2.06；O,7.06；测试值C,86.60；H,4.32；N,2.04；O,7.04。HPLC-MS：材料分子量为679.21，实测分子量679.37。
实施例11：化合物127的合成：
Figure BDA0001803569420000211
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A10代替原料A1，用中间体B4代替中间体B1；元素分析结构(分子式C42H31NO2)：理论值:C,86.72；H,5.37；N,2.41；O,5.50；测试值C,86.74；H,5.35；N,2.40；O,5.49。HPLC-MS：材料分子量为581.24，实测分子量581.38。
实施例12：化合物148的合成：
Figure BDA0001803569420000212
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A11代替原料A1，用中间体B3代替中间体B1；元素分析结构(分子式C42H31NO3)：理论值:C,84.40；H,5.23；N,2.34；O,8.03；测试值C,84.41；H,5.24；N,2.33；O,8.02。HPLC-MS：材料分子量为597.23，实测分子量597.38。
实施例13：化合物171的合成：
Figure BDA0001803569420000213
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A8代替原料A1，用中间体B5代替中间体B1；元素分析结构(分子式C42H23NO3)：理论值:C,85.55；H,3.93；N,2.38；O,8.14；测试值C,85.57；H,3.91；N,2.37；O,8.15。HPLC-MS：材料分子量为589.17，实测分子量589.34。
实施例14：化合物173的合成：
Figure BDA0001803569420000221
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A3代替原料A1，用中间体B6代替中间体B1；元素分析结构(分子式C51H33NO2)：理论值:C,88.54；H,4.81；N,2.02；O,4.63；测试值C,88.55；H,4.82；N,2.01；O,4.62。HPLC-MS：材料分子量为691.25，实测分子量691.39。
实施例15：化合物195的合成：
Figure BDA0001803569420000222
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A12代替原料A1，用中间体B7代替中间体B1；元素分析结构(分子式C42H23NO3)：理论值:C,85.55；H,3.93；N,2.38；O,8.14；测试值C85.57；H,3.91；N,2.37；O,8.15。HPLC-MS：材料分子量为589.17，实测分子量589.26。
实施例16：化合物212的合成：
Figure BDA0001803569420000223
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A13代替原料A1，用中间体B8代替中间体B1；元素分析结构(分子式C42H31NO2)：理论值:C,86.72；H,5.37；N,2.41；O,5.50；测试值C,86.73；H,5.38；N,2.40；O,5.49。HPLC-MS：材料分子量为581.24，实测分子量581.42。
实施例17：化合物271的合成：
Figure BDA0001803569420000224
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A14代替原料A1，用中间体B9代替中间体B1；元素分析结构(分子式C49H31NO3)：理论值:C,86.32；H,4.58；N,2.05；O,7.04；测试值C,86.31；H,4.57；N,2.06；O,7.05。HPLC-MS：材料分子量为681.23，实测分子量681.41。
实施例18：化合物274的合成：
Figure BDA0001803569420000231
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A15代替原料A1，用中间体B10代替中间体B1；元素分析结构(分子式C43H33NO3)：理论值:C,84.43；H,5.44；N,2.29；O,7.85；测试值C,84.44；H,5.43；N,2.28；O,7.86。HPLC-MS：材料分子量为611.25，实测分子量611.43。
实施例19：化合物302的合成：
Figure BDA0001803569420000232
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A16代替原料A1，用中间体B11代替中间体B1；元素分析结构(分子式C52H35NO3)：理论值:C,86.52；H,4.89；N,1.94；O,6.65；测试值C,86.53；H,4.88；N,1.93；O,6.66。HPLC-MS：材料分子量为721.26，实测分子量721.53。
实施例20：化合物319的合成：
Figure BDA0001803569420000233
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A17代替原料A1，用中间体B12代替中间体B1；元素分析结构(分子式C36H19NO3)：理论值:C,84.20；H,3.73；N,2.73；O,9.35；测试值C,84.23；H,3.70；N,2.73；O,9.34。HPLC-MS：材料分子量为513.14，实测分子量513.28。
实施例21：化合物359的合成：
Figure BDA0001803569420000234
按实施例2中化合物1的合成方法制备，不同点在于用原料A18代替原料A1，用中间体B11代替中间体B1；元素分析结构(分子式C51H34N2O2)：理论值:C,86.66；H,4.85；N,3.96；O,4.53；测试值C,86.67；H,4.84；N,3.95；O,4.54。HPLC-MS：材料分子量为706.26，实测分子量706.37。
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或空穴传输层材料，也可以作为发光层层材料使用。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 BDA0001803569420000241
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能级是由光电子发射谱仪(AC-2型PESA)测试，测试为大气环境。
由上表数据可知，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；具有高的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。因此，本发明以二苯并呋喃为核心的有极化合物在应用于OLED器件的不同功能层后，可有效提高器件的发光效率及使用寿命。
利用Gaussian 16软件，采用B3LYP/6-31G(d)方法计算得到两个分子之间的排布方式以及相互作用能，分子间的相互作用能数值越小，说明分子所释放出的能量越多，分子间相互作用力越大，分子间就越稳定，越不容易分离。本发明化合物174与专利WO2009148062A1公开的化合物1-1的对比结果如表3所示：
表3
Figure BDA0001803569420000251
由表3数据可以看出对比化合物分子间相互作用力较大，将对比化合物用于电致发光器件时，会对器件的显示效果造成不利的影响，这是因为对比化合物作为OLED器件使用时，使用的成膜方式是蒸镀的方式，分子间的相互作用力过大的有机化合物在加热蒸镀时，为克服分子间作用力，蒸镀温度会明显提高，蒸镀温度过高会导致有机分子的分解从而产生杂质，降低器件使用寿命；而本发明申请中化合物分子间相互作用力相对较小，容易克服分子间作用力而蒸发至基板上，因此可以降低蒸镀温度，从而解决了对比化合物分子因蒸镀温度过高而导致有机分子分解问题，因此，本发明申请化合物应用于器件后因有机物高纯度而具有较好的显示及长寿命效果，本发明申请的化合物在应用于器件时，具有更好的使用性能。
以下通过器件实施例1-30和比较例1详细说明本发明合成的OLED材料在器件中的应用效果。本发明器件实施例2-30和器件比较例1与实施例1相比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，所不同的是对器件中的发光层、空穴传输层材料或电子阻挡层材料做了更换。各实施例所得器件的性能测试结果如表4所示。
器件实施例1
器件实施例1各层组成如下：
透明基板层/ITO阳极层/空穴注入层(HAT-CN，厚度10nm)/空穴传输层(HT-1，厚度60nm)/电子阻挡层(EB-1，厚度20nm)/发光层(化合物1、GH2和GD-1按照45:45:10的重量比混掺，厚度40nm)/空穴阻挡/电子传输层(ET-1和Liq，按照1:1的重量比混掺，厚度40nm)/电子注入层(LiF，厚度1nm)/阴极层(Mg和Ag，按照9:1的重量比混掺，厚度15nm)/CPL层(化合物CP-1，厚度70nm)。
具体制备过程如下：
如图1所示，透明基板层1为透明PI膜，对ITO阳极层2(膜厚为150nm)进行洗涤，即依次进行碱洗涤、纯水洗涤、干燥，再进行紫外线-臭氧洗涤以清除透明ITO表面的有机残留物。在进行了上述洗涤之后的ITO阳极层2上，利用真空蒸镀装置，蒸镀膜厚为10nm的HAT-CN作为空穴注入层3使用。接着蒸镀60nm厚度的HT-1作为空穴传输层4。随后蒸镀20nm厚度的EB-1作为电子阻挡层5。上述电子阻挡材料蒸镀结束后，制作OLED发光器件的发光层6，其结构包括OLED发光层6所使用化合物1、GH-2作为主体材料，GD-1作为掺杂材料，掺杂材料掺杂比例为10％重量比，发光层膜厚为40nm。在上述发光层6之后，继续真空蒸镀电子传输层材料为ET-1和Liq。该材料的真空蒸镀膜厚为40nm，此层为空穴阻挡/电子传输层7。在空穴阻挡/电子传输层7上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为1nm的氟化锂(LiF)层，此层为电子注入层8。在电子注入层8上，通过真空蒸镀装置，制作膜厚为15nm的Mg：Ag电极层，此层为阴极层9使用。在阴极层9上，真空蒸镀70nm的CP-1，作为CPL层10。按照上述步骤完成电致发光器件的制作后，测量器件的驱动电压，电流效率，其结果见表5所示。相关材料的分子机构式如下所示：
Figure BDA0001803569420000271
表4
Figure BDA0001803569420000272
Figure BDA0001803569420000281
Figure BDA0001803569420000291
所得电致发光器件的检测数据见表5所示。
表5
Figure BDA0001803569420000292
由表5的结果可以看出本发明有机化合物可应用于OLED发光器件制作，并且与比较例相比，无论是效率还是寿命均比已知OLED材料获得较大改观，特别是器件的使用寿命获得较大的提升。
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3、7、16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 BDA0001803569420000301
从表6和图2的数据可知，器件实施例3、7、16为本发明材料和已知材料搭配的器件结构，和器件比较例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。
以上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。

Claims (8)

1.一种以二苯并呋喃衍生物为核心的有机化合物，其特征在于，该化合物的结构如通式(1)所示：
Figure FDA0001803569410000011
其中，所述L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、取代或未取代的亚二联苯基、取代或未取代的亚三联苯基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚咔唑基、取代或未取代的亚苯并呋喃基；
所述R1、R2分别独立的表示为氢原子、通式(2)或通式(3)所示结构；R1与R2相同或不同；且R1与R2不同时为氢；
Figure FDA0001803569410000012
所述通式(2)或通式(3)通过L1-L2、L2-L3、L3-L4、L5-L6、L6-L7或L7-L8键与通式(1)并环连接；
所示X、X1、X2分别独立的表示为单键、-O-、-S-、-C(R3)(R4)-或N(R5)，且X1、X2不同时表示为单键；
所述A表示为通式(4)、通式(5)、通式(6)、通式(7)或通式(8)所示结构；
Figure FDA0001803569410000013
*表示A与L的连接位点；
所述Ar1至Ar5分别独立的表示为氢原子、氰基、卤素、C1-20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；
所述R3至R5分别独立的表示为C1-20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；
所述可取代基团的取代基任选自卤素、氰基、C1-20的烷基、C6-30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；
所述杂芳基中的杂原子任选自氧原子、硫原子或氮原子中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，通式(1)所示结构，可表示为通式(1-1)至通式(1-10)所示结构中任一种：
Figure FDA0001803569410000021
Figure FDA0001803569410000031
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R3至R5分别独立的表示为甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、萘啶基、联苯基或吡啶基；
所述Ar1至Ar5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、叔丁基、戊基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的萘啶基、咔唑基、二苯并吡咯基、苯并噻吩基或二苯并呋喃基；
所述可取代基团的取代基任选自氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、苯并呋喃基、咔唑基、苯并噻吩基或呋喃基中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述化合物具体结构为：
Figure FDA0001803569410000032
Figure FDA0001803569410000033
Figure FDA0001803569410000041
Figure FDA0001803569410000051
Figure FDA0001803569410000061
Figure FDA0001803569410000071
Figure FDA0001803569410000081
Figure FDA0001803569410000091
Figure FDA0001803569410000101
Figure FDA0001803569410000111
Figure FDA0001803569410000121
Figure FDA0001803569410000131
Figure FDA0001803569410000141
(367)中的任一种。
5.一种有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件至少一层功能层含有权利要求1-4任一项所述的以二苯并呋喃衍生物为核心的化合物。
6.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括电子阻挡层或空穴传输层，所述电子阻挡层或空穴传输层材料含有权利要求1-4任一项所述的以二苯并呋喃衍生物为核心的化合物。
7.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括发光层，所述发光层材料含有权利要求1-4任一项所述的以二苯并呋喃衍生物为核心的化合物。
8.一种照明或显示元件，其特征在于，包括权利要求6-7所述的有机电致发光器件。
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