[發明專利]螺環芳香碳氫化合物，其制備方法以及有機電致發光器件

在審

• 申請號: 202010162657.3
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111253205A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 廖良生;王強;蔣佐權
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C07C13/72
• 分類號: C07C13/72;C07C1/32;C07C1/26;C09K11/06;H01L51/54;H01L51/50
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發明公開了一種螺環芳香碳氫化合物及其制備方法，該螺環芳香碳氫化合物是使用商業化前驅體材料3?溴?9,9'?螺雙[芴]或3,6?雙溴?9,9'?螺雙[芴]，通過一步反應合成的。本發明還公開了以所述螺環芳香碳氫化合物為主體材料的有機電致發光器件。本發明的螺環芳香碳氫化合物，應用于紅光/綠光/藍光OLED時具有較好的器件性能，同時簡化了白光有機發光二極管器件的結構，降低了工業生產成本。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，具體涉及一種螺環芳香碳氫化合物，其制備方法以及由該碳氫化合物制成的有機電致發光器件。

背景技術

有機發光二極管現在已經廣泛應用于屏幕顯示和照明領域。紅/綠/藍三原色的發光材料是提高器件性能的關鍵所在。當前，主客體系統主要用于在電致發光器件中構造發光層(EML)以提高效率。在磷光OLED(PhOLED)中，EML通常包含分散在有機主體中的過渡金屬絡合物三線態發光客體。通過捕獲單重態(25％)和三重態(75％)激子，可以實現100％的內部量子效率。在過去的二十年中，大量研究集中在開發高效主體。最常用的手段的是通過摻入合適的給電子基團和受電子基團雜環。它們中最好的一種在PhOLEDs中獲得了超過25％的外部量子效率(EQE)，而其中一些則表現出低性能。并且，增加了合成的復雜性和生產成本。此外，OLED的不穩定性是當前開發階段要解決的主要問題之一，部分原因是此類雜原子基主體的C–N，C–P和C–S鍵脆弱。

2005年提出了另一種設計沒有任何雜環的主體材料的方法，即所謂的純碳氫化合物(PHC)，但由于器件性能差而引起了人們的關注。例如，第一個PHC主體是9,9'-螺二芴(SBF)三聚體通過位點連接，在紅色PhOLED中達到了10％的EQE。然后，將SBF單元擴展到茚并芴骨架上，并用作PHOLED中綠色熒光粉的主體，但EQE卻低至14％。這些工作為進一步設計PHC主體材料鋪平了道路，隨后還報道了其他示例。基于PHC的PhOLED的性能一直很低，直到2015年我們提出側鏈的連接點位的選擇對于構建新一代PHC主體至關重要。從SBF的C3或C1位衍生而來的一系列二聚體在藍色PhOLED中實現了高達23％的高EQE。即便如此，這一進展仍然與藍色，綠色和紅色OLED中最好的雜原子主體無可比擬。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種螺環芳香碳氫化合物，應用于紅光/綠光/藍光OLED時具有較好的器件性能，同時簡化了白光有機發光二極管器件的結構，降低了工業生產成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

第一方面，本發明提供了一種螺環芳香碳氫化合物，所述熒光材料具有如下所示的結構式：

其中，R₁選自：

R₂選自H、

本發明設計并合成了一系列新穎的PHC材料，其特征是從SBF二聚體到單SBF衍生物的進一步簡化的結構。這些分子構建在SBF支架上，該支架在C3/C6位置被有效的一步合成所取代。這些位置與所構成的橋聯聯苯(即芴)形成間位鍵，原則上導致兩個片段之間的電子去偶聯。

鑒于取代基本身在器件性能中也起著至關重要的作用，因此對側鏈基團進行了研究，苯基和間三聯苯。其中合成了四種高效率主體材料，分子式如下所示：

第二方面，本發明提供了一種用于制備如第一方面所述的螺環芳香碳氫化合物的方法，包括以下步驟：

在鈀催化劑和堿存在的情況下，將Br-SBF或2Br-SBF與Ph-B(OH)₂或TPh-B(OH)₂于溶劑中混合，在惰性氣氛下回流反應12h-24h，直至反應結束后，收集產物，得到所述熒光材料；