[发明专利]一种含芴的化合物、空穴注入材料、OLED器件及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含芴的化合物、空穴注入材料、OLED器件及其制备方法和应用，所述含芴的化合物的结构如式I所示；本发明提供的含芴的化合物具有良好的交叉超共轭特性和热稳定性，而且无需加入额外的物质，非常适用于作为有机电致发光器件的空穴注入材料，能够赋予材料良好的成膜性能而且还可以通过在芴环上进行改性，结合强吸电基团，赋予化合物分子较强的还原电位，进一步提高化合物的空穴注入效果，辅助器件的空穴传输层高效地进行空穴注入，应用前景良好。

技术领域

本发明属于半导体材料领域，涉及一种含芴的化合物、空穴注入材料、OLED器件及其制备方法和应用。

背景技术

能级匹配对于有机电致发光器件至关重要，以经典的有机电致发光器件为例，其层叠结构包括：阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极，一般使用ITO作为阳极，但是它的功函数较高，与大部分空穴传输材料的能级相差达到0.4eV左右。因此，如果在阳极以及空穴传输层之间加入一层空穴注入层，一方面可以增加电荷的注入，另一方面还可以提高器件的整体效率以及寿命。

当然，将某些强氧化剂掺杂到空穴传输层中作为空穴注入层也是另一种提高有机电致发光器件的空穴注入效率的途径。不过该方法对于主体材料以及掺杂材料的能级有要求，一般而言，主体材料的HOMO能级需要与客体材料的LUMO能级接近，这样一来，HOMO能级的电子就能更跳跃至掺杂剂的LUMO能级，从而使的空穴传输层形成自由空穴，实现器件电导率的提升。同时，掺杂还可以使界面能带发生弯曲，空穴就能够以穿隧的方式注入。对于掺杂剂的选择，路易酸型金属络合物、卤素、轴烯以及醌类都是比较常见的，金属络合物以及卤素在器件加工时会存在不稳定等缺点。而轴烯类化合物在合成中步骤较多，成本较高。

CN106458840A公开了一种氟烷基芴衍生物，并具体公开了包含2,7-二取代的9,9-氟烷基芴双自由基的结构，具体结构如下所示：

R基是相同的并选自由以下组成的组中：直链或支链的非手性C₁-C₁₄烷基、C₁-C₁₄卤代烷基、C₁-C₁₄氟烷基、C₂-C₁₄烯基基团，可选地其中1、2、3、4或5个CH₂基团被氧代替，条件是在所述R基团中不存在缩醛、缩酮、过氧化物或乙烯基醚；此发明公开的化合物在用作电致发光器件时，表现出有效的电化学稳定性和可逆性以及良好的荧光寿命，但是并未表现出较强的热稳定性。

目前，具有螺芴、联二芴、并二芴结构的化合物在有机电致发光器件中也有较多应用，可作为电子传输材料、空穴注入材料等，不同结构的化合物展现出不同的性能。

CN102442938A公开了一种新型化合物，该化合物性质稳定、制备工艺简单、具有较高的发光效率和高的载流子迁移率，可用于电致发光元件的电子传输层。所应用的器件能较明显的降低驱动电压，提高电流效率。该化合物母核选自2,10-二取代-7,7,14,14-四烃基-7,14-二氢芴并[2,1a]芴，结构如下所示：

端基Ar1、Ar2选自吡啶基团、苯基基团、联苯基基团或者萘基基团，A、B为化学键或者碳原子数6-30的芳环，R为碳原子数1-12的烷基基团或者碳原子数6-30的芳基基团，m、n为0-2的整数。缺电子的吡啶基团引入到芴并[2,1a]芴基团的两侧，可以提高此类化合物的电荷迁移能力，使其具有良好的电子传输性能。同时吡啶基所连接的芳香基团，除了可以提高该类化合物的分子量使得其玻璃化温度升高外；也可以降低这类化合物的共平面性，从而提高其成膜性。在室温下具有较高的稳定性，所应用的器件也具有较高的稳定性。但是这种化合物结构复杂，并且应用在电子传输层，不适用作为空穴注入层的材料。