[发明专利]含金刚烷和杂环结构的有机电致发光化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种含金刚烷和杂环结构的有机电致发光化合物及其制备方法与应用，其化学结构式如通式I所示：其中，X存在或不存在；X存在时，X、Y独立的选自化学键，O，S，Si(R4R5)，C(R6R7)，NR8；Y1‑Y9各自独立的选自碳，氮，氧，硫原子，至少有一个为杂原子；R1‑R3各自独立地选自甲基、乙基、丙基、叔丁基、烷氧基、烷巯基、芳氧基、苯基、联苯基、或萘基；Ar1和Ar2各自独立地选自萘基、菲基、苯基、甲基苯基、三联苯基、联苯、二苯并呋喃、二苯并噻吩、环戊二噻吩、环戊二呋喃、芴及其衍生物。该化合物通过金刚烷结构的使用和杂原子的引入改变了化合物的空间结构和理化性质，其作为发光辅助层能够使器件的驱动电压大幅降低，寿命和效率显著提升。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种含金刚烷和杂环结构的有机电致发光化合物及其制备方法与应用，及以该化合物为发光辅助层的有机电致发光器件。

背景技术

OLED材料分为发光材料、空穴传输材料、电子传输材料等。其中，空穴传输材料直接影响OLED的效率和寿命。现有空穴传输区域中常用的化合物包括酞菁铜(CuPc)、4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)、4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)等。然而，使用这些材料的OLED在使量子效率和使用寿命恶化方面存在问题。这是因为空穴传输材料通常具有低的最高已占据分子轨道(HOMO)值，在发光层中生成的激子扩散到空穴传输层界面或者空穴传输层侧，最终导致在发光层内界面的发光或者发光层内的电荷不均衡，从而在空穴传输层的界面上发光，使有机电致发光器件的色纯度及效率变低，并且寿命变短；另外，当在高电流下驱动OLED时，在阳极与空穴注入层之间出现热应力，并且所述热应力显著降低装置的使用寿命。此外，由于空穴传输区域中使用的有机材料具有非常高的空穴迁移率，所以可能破坏空穴-电子电荷平衡并且量子效率可能降低。

为了解决寿命和效率问题，通常会在空穴输送层和发光层之间加入发光辅助层(多层空穴输送层)。发光辅助层主要起到辅助空穴传输层的作用，因此有时也称为第二空穴传输层。发光辅助层使得从阳极转移的空穴能够平稳地移动到发光层，并且可以阻挡从阴极转移的电子，以将电子限制在发光层内，减少空穴传输层与发光层之间的势垒，降低有机电致发光器件的驱动电压，进一步增加空穴的利用率，从而改善器件的发光效率和寿命。目前作为发光辅助层的材料有限，这类材料大多采用芴环结构，它们在具备较高的空穴迁移率，同时具备较高的T1能量阻挡复合后的激子外扩到传输层，使得从阳极转移的空穴能够平稳地移动到发光层，减少空穴传输层与发光层之间的势垒，降低器件的驱动电压，进一步增加空穴的利用率，从而改善器件的发光效率和寿命。但芴环结构在器件中的应用仍需要从以下方面进行改善：(1)结晶度和成膜性需要进一步提升；(2)玻璃化转变温度和热稳定性需要提高；(3)筛选与空穴传输材料能级更加合理的能级搭配，进一步降低驱动电压；(4)兼顾发光层材料与传输材料，提高器件的寿命和效率。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种含金刚烷和杂环结构的有机电致发光化合物，该化合物中的金刚烷具有高空间对称性和刚性结构，将其引入稠环单元中，可以有效的提升化合物的热稳定性，同时金刚烷构筑单元的引入显著改善了化合物理化性能，有利于提升器件性能，延长器件寿命。

为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的。

一种含金刚烷和杂环结构的有机电致发光化合物，其化学结构式如通式I所示：

其中，

X存在或不存在；X存在时，X、Y独立的选自化学键，O，S，Si(R₄R₅)，C(R₆R₇)，NR₈；

Y1-Y9各自独立的选自碳，氮，氧，硫原子，至少有一个为杂原子；