有机化合物、有机电致发光器件及电子装置的制作方法
未命名
07-12
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1.本技术涉及有机化合物技术领域,尤其涉及一种有机化合物及包含该有机化合物的有机电致发光器件和电子装置。
背景技术:
2.随着电子技术的发展和材料科学的进步,用于实现电致发光或者光电转化的电子元件的应用范围越来越广泛。该类电子元件通常包括相对设置的阴极和阳极,以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成,且一般包括有机发光层、位于有机发光层与阳极之间的空穴传输层、位于有机发光层与阴极之间的电子传输层。以有机电致发光器件为例,其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极。当阴阳两极施加电压时,两电极产生电场,在电场的作用下,阴极侧的电子向有机发光层移动,阳极侧的空穴也向有机发光层移动,电子和空穴在有机发光层结合形成激子,激子处于激发态向外释放能量,进而使得有机发光层对外发光。
3.现有技术公开了可以在有机电致发光器件中制备有机发光层的主体材料。然而,依然有必要继续研发新型的材料,以进一步提高电子元器件的性能。
技术实现要素:
4.针对现有技术存在的上述问题,本技术的目的在于提供一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置,所述有机化合物可以改善电子元件和电子装置的性能,例如提升器件效率和寿命。
5.为了实现上述发明目的,本技术采用如下技术方案:
6.根据本技术的第一方面,提供一种有机化合物,该有机化合物具有如式1所示的结构:
7.8.a和b分别独立地选自式2或式3所示的基团,且所述a和b中的一个为式2所示的基团,另一个为式3所示的基团;
9.l、l1、l2和l3相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的亚杂芳基;
10.ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~40的取代或未取代的芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的杂芳基;
11.各r1独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基或碳原子数为6~20的卤代芳基;
12.n1是r1的个数,选自0、1、2、3、4、5、6或7,当n1大于1时,任意两个r1相同或不同;
13.所述l、l1、l2、l3、ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为3~20的环烷基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基、碳原子数为6~20的卤代芳基、碳原子数为3~12的三烷基硅基、碳原子数为18~24的三芳基硅基、碳原子数为1~10的卤代烷基或碳原子数为1~10的氘代烷基;
14.任选地,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成环。
15.根据本技术的第二方面,提供一种有机电致发光器件,包括相对设置的阳极和阴极,以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层;所述功能层包含上述的有机化合物。
16.根据本技术的第三方面,提供了一种电子装置,包括第二方面所述的有机电致发光器件。
17.本技术有机化合物以三嗪、咔唑和四甲基取代的四氢化萘作为核心基团,该有机化合物中包含的缺电子三嗪基团具有高的电子迁移率,其与咔唑基团结合,可以有效提升材料的电子注入与传输能力。四甲基取代的四氢化萘的四个甲基具有超共轭效应,该基团与三嗪、咔唑基团结合后,使得材料分子具有较为立体的空间结构,从而有利于载流子以及能量的传输。将本技术有机化合物用于有机电致发光器件的发光层电子型主体材料时,将有效提升器件的电子传输性能,改善器件发光效率以及使用寿命。
18.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.附图是用来提供对本技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本技术,但并不构成对本技术的限制。
20.图1是本技术一种的有机电致发光器件的结构示意图。
21.图2是本技术一种的电子装置的结构示意图。
22.附图标记
23.100、阳极200、阴极300、功能层310、空穴注入层
24.320、第一空穴传输层330、第二空穴传输层340、有机发光层350、电子传输层
25.360、电子注入层400、电子装置
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
27.针对现有技术存在的上述问题,本技术的目的在于提供一种有机化合物及包含该有机化合物的有机电致发光器件和电子装置,所述有机化合物可以改善有机电致发光器件和电子装置的性能,例如降低器件的驱动电压,提升器件效率和寿命。
28.根据本技术的第一方面,提供一种有机化合物,该有机化合物具有如式1所示的结构:
[0029][0030]
a和b分别独立地选自式2或式3所示的基团,且所述a和b中的一个为式2所示的基团,另一个为式3所示的基团;
[0031]
l、l1、l2和l3相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的亚杂芳基;
[0032]
各r1独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基或碳原子数为6~20的卤代芳基;
[0033]
n1是r1的个数,选自0、1、2、3、4、5、6或7,当n1大于1时,任意两个r1相同或不同;
[0034]
ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~40的取代或未取代的芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的杂芳基;
[0035]
所述l、l1、l2、l3、ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为3~20的环烷基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基、碳原子数为6~20的卤代芳基、碳原子数为3~12的三烷基硅基、碳原子数为18~24的三芳基硅基、碳原子数为1~10的卤代烷基或碳原子数为1~10的氘代烷基;
[0036]
任选地,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成环。
[0037]
在本技术中,术语“任选”、“任选地”意味着随后所描述的事件或者环境可以发生但不必发生,该说明包括该事情或者环境发生或者不发生的情景。例如,“任选地,任意两个相邻的取代基形成环”意味着这两个取代基可以形成环但不是必须形成环,包括:两个相邻的取代基形成环的情景和两个相邻的取代基不形成环的情景。
[0038]
在本技术中,“任意两个相邻的取代基形成环”中,“任意两个相邻的”可以包括同一个原子上具有两个取代基,还可以包括两个相邻的原子上分别具有一个取代基;其中,当同一个原子上具有两个取代基时,两个取代基可以与其共同连接的该原子形成饱和或不饱和的环;当两个相邻的原子上分别具有一个取代基时,这两个取代基可以稠合成环。举例而言,当ar1中有2个或2个以上的取代基,任意相邻的取代基形成环时,形成的是饱和或不饱和的环状基团,例如:苯环、萘环、菲环、蒽环、芴环、环戊烷、环己烷、金刚烷等等。
[0039]
本技术中,所采用的描述方式“各
……
独立地为”与
“……
分别独立地为”和
“……
各自独立地为”可以互换,均应做广义理解,其既可以是指在不同基团中,相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响,也可以表示在相同的基团中,相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。例如,其中,各q独立地为0、1、2或3,各r”独立地选自氢、氘、氟、氯”,其含义是:式q-1表示苯环上有q个取代基r”,各个r”可以相同也可以不同,每个r”的选项之间互不影响;式q-2表示联苯的每一个苯环上有q个取代基r”,两个苯环上的r”取代基的个数q可以相同或不同,各个r”可以相同也可以不同,每个r”的选项之间互不影响。
[0040]
本技术中,“取代或未取代的”这样的术语是指,在该术语后面记载的官能团可以具有或不具有取代基(下文为了便于描述,将取代基统称为rc)。举例来讲,“取代或未取代的芳基”是指具有取代基rc的芳基或者没有取代的芳基。其中上述的取代基即rc例如可以为氘、氰基、卤素基团、烷基、卤代烷基、氘代烷基、三烷基硅基、三芳基硅基、芳基、氘代芳基、杂芳基、环烷基等。取代的个数可以是1个或多个。
[0041]
本技术中,“多个”是指2个以上,例如2个、3个、4个、5个、6个,等。
[0042]
本技术中,取代或未取代的官能团的碳原子数,指的是所有碳原子数。举例而言,若l1为碳原子数为12的取代的亚芳基,则亚芳基及其上的取代基的所有碳原子数为12。
[0043]
本技术中,芳基指的是衍生自芳香碳环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基(例如苯基)或多环芳基,换言之,芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个稠环芳基。即,除非另有说明,通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个芳香基团也可以视为本技术的芳基。其中,稠环芳基例如可以包括双环稠合芳基(例如萘基)、三环稠合芳基(例如菲基、芴基、蒽基)等。芳基中不含有b、n、o、s、p、se和si等杂原子。芳基的实例可以包括但不限于,苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、三亚苯基、苝基、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、基、螺二芴基等。本技术中,涉及的亚芳基是指芳基进一步失去一个氢原子所形成的二价基团。
[0044]
本技术中,三联苯基包括
[0045]
本技术中,取代的芳基的碳原子数,指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数,例如碳原子数为18的取代的芳基,指的是芳基和取代基的总碳原子数为18。
[0046]
本技术中,取代或未取代的芳基的碳原子数可以为6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、25、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40。在一些实施方案中,取代或未取代的芳基是碳原子数为6~30的取代或未取代的芳基,另一些实施方式中,取代或未取代的芳基是碳原子数为6~25的取代或未取代的芳基,另一些实施方式中,取代或未取代的芳基是碳原子数为6~18的取代或未取代的芳基,另一些实施方式中,取代或未取代的芳基是碳原子数为6~12的取代或未取代的芳基。
[0047]
本技术中,芴基可以被1个或多个取代基取代,其中,任意相邻的2个取代基可以彼此结合而形成取代或未取代的螺环结构。在上述芴基被取代的情况下,取代的芴基可以为:此结合而形成取代或未取代的螺环结构。在上述芴基被取代的情况下,取代的芴基可以为:等,但并不限定于此。
[0048]
本技术中,作为l、l1、l2、l3、ar1和ar2的取代基的芳基例如但不限于,苯基、萘基、联苯基、芴基、菲基等等。
[0049]
在本技术中,杂芳基是指环中包含1、2、3、4、5或6个杂原子的一价芳香环或其衍生物,杂原子可以是b、o、n、p、si、se和s中的一种或多种。杂芳基可以是单环杂芳基或多环杂芳基,换言之,杂芳基可以是单个芳香环体系,也可以是通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系,且任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环。示例地,杂芳基可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噻二唑基、吩噻嗪基、硅芴基、二苯并呋喃基以及n-苯基咔唑基、n-吡啶基咔唑基、n-甲基咔唑基等,而不限于此。
[0050]
本技术中,取代或未取代的杂芳基的碳原子数可以选自3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30。在一些实施方案中,取代或未取代的杂芳基是碳原子数为5~20的取代或未取代的杂芳基,另一些实施方式中,取代或未取代的杂芳基是碳原子数为12~18的取代或未取代的杂芳基。
[0051]
本技术中,取代的杂芳基可以是杂芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、-cn、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、卤代烷基等基团取代。应当理解地是,取代的杂芳基的碳原子数,指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数。
[0052]
本技术中,碳原子数为1~10的烷基可以包括碳原子数1至10的直链烷基和碳原子数3至10的支链烷基。烷基的碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个,烷基的具体实例包括但不限于,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基等。
[0053]
本技术中,卤素基团例如可以为氟、氯、溴、碘。
[0054]
本技术中,三烷基硅基的具体实例包括但不限于,三甲基硅基等。
[0055]
本技术中,卤代烷基的具体实例包括但不限于,三氟甲基。
[0056]
本技术中,氘代烷基的具体实例包括但不限于,三氘代甲基。
[0057]
本技术中,碳原子数为3~10的环烷基的碳原子数例如可以为3、4、5、6、7、8或10。环烷基的具体实例包括但不限于,环戊基、环己基、金刚烷基。
[0058]
本技术中,不定位连接键涉及的从环体系中伸出的单键其表示该连接键的一端可以连接该键所贯穿的环体系中的任意位置,另一端连接化合物分子其余部分。举例而言,如下式(f)中所示地,式(f)所表示的萘基通过两个贯穿双环的不定位连接键与分子其他位置连接,其所表示的含义,包括如式(f-1)~式(f-10)所示出的任一可能的连接方式。
[0059][0060]
再举例而言,如下式(x')中所示地,式(x')所表示的二苯并呋喃基通过一个从一侧苯环中间伸出的不定位连接键与分子其他位置连接,其所表示的含义,包括如式(x'-1)~式(x'-4)所示出的任一可能的连接方式。
[0061][0062]
在本技术一些实施方式中,所述有机化合物选自式1-1和式1-2所示的化合物:
[0063][0064]
在本技术一些实施方式中,l和l3相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~12的取代或未取代的亚芳基。
[0065]
可选地,l和l3中的取代基相同或不同,且分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基或苯基。
[0066]
在本技术一些实施方式中,l和l3相同或不同,分别独立地选自单键、取代或未取
代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基或取代或未取代的亚联苯基。
[0067]
可选地,l和l3中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基。
[0068]
进一步可选地,l选自单键、亚苯基、亚萘基或亚联苯基。
[0069]
进一步可选地,l3选自单键或亚苯基。
[0070]
在本技术一些实施方式中,l和l3相同或不同,分别独立地选自取代或未取代的基团g,未取代的基团g选自以下基团组成的组:
[0071][0072]
其中,表示化学键;取代的基团g含有一个或多个取代基,所述取代基选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基;且当所述取代的基团g含有多个取代基时,所述取代基相同或者不相同。
[0073]
在本技术另一些实施方式中,l和l3相同或不同,分别独立地选自单键或以下基团组成的组:
[0074][0075]
具体地,l和l3相同或不同,分别独立地选自单键或以下基团组成的组:
[0076][0077]
在本技术一些实施方式中,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~15的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为12~20的取代或未取代的亚杂芳基。
[0078]
可选地,l1和l2中的取代基相同或不同,且分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基或苯基。
[0079]
在本技术另一些实施方式中,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基、取代或未取代的亚咔唑基。
[0080]
可选地,所述l1和l2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基。
[0081]
在本技术一些实施方式中,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键、取代或未取代的基团v,未取代的基团v选自以下基团组成的组:
[0082][0083]
其中,表示化学键;取代的基团v含有一个或多个取代基,所述取代基选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基;且当所述取代的基团v含有多个取代基时,所述取代基相同或者不相同。
[0084]
在本技术一些实施方式中,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键或以下基团组成的组:
[0085][0086]
在本技术一些实施方式中,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~25的取代或未取代的芳基、碳原子数为12~25的取代或未取代的杂芳基。
[0087]
可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基、苯基或五氘代苯基;
[0088]
任选地,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成碳原子数为5~13的环。举例而言,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成环己烷环戊烷金刚烷苯基、萘环或芴环
[0089]
在本技术一些具体地实施方式中,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~20的取代或未取代的芳基、碳原子数为12~20的取代或未取代的杂芳基。
[0090]
可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基、苯基或五氘代苯基。
[0091]
在本技术另一些实施方式中,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自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、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的螺二芴基、取代或未取代的咔唑基、
取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基。
[0092]
可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基或五氘代苯基。
[0093]
在本技术一些具体地实施方式中,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自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、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基。
[0094]
可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基或五氘代苯基。
[0095]
在本技术一些实施方式中,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自取代或未取代的基团w;其中,未取代的基团w选自以下基团组成的组:
[0096][0097]
其中,表示化学键;取代的基团w中具有一个或两个以上取代基,取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基或五氘代苯基,且当基团w上的取代基个数大于1时,各取代基相同或不同。
[0098]
可选地,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自以下基团组成的组:
[0099][0100]
具体地,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自以下基团组成的组:
[0101]
[0102][0103]
在本技术一些实施方式中,各自独立地选自以下基团组成的组:
[0104][0105]
可选地,各自独立地选自以下基团组成的组:
[0106]
[0107][0108]
在本技术一些实施方式中,式3选自以下基团组成的组:
[0109]
[0110]
[0111]
[0112]
[0113][0114]
在本技术一些实施方式中,r1选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基或五氘代苯基。
[0115]
在本技术一些实施方式中,n1为0。
[0116]
在本技术一些实施方式中,所述有机化合物选自如权利要求10所示的化合物。
[0117]
根据本技术的第二方面,本技术提供一种有机电致发光器件,包括相对设置的阳极和阴极,以及设于阳极和阴极之间的功能层;所述功能层包含本技术的有机化合物。
[0118]
可选地,所述功能层包含有机发光层。
[0119]
进一步可选地,所述有机发光层包含本技术有机化合物。
[0120]
在本技术一些实施方式中,所述有机电致发光器件为磷光器件。
[0121]
根据本技术的第二方面,本技术提供一种有机电致发光器件,包括相对设置的阳极和阴极,以及设于阳极和阴极之间的功能层;所述功能层包含本技术的有机化合物。
[0122]
在本技术一些实施方式中,有机电致发光器件为红色有机电致发光器件。如图1所示,有机电致发光器件可以包括依次层叠设置的阳极100、第一空穴传输层320、第二空穴传输层330、有机发光层340、电子传输层350和阴极200。
[0123]
可选地,阳极100包括以下阳极材料,其可选地是有助于空穴注入至功能层中的具有大逸出功(功函数,workfunction)材料。阳极材料具体实例包括:金属如镍、铂、钒、铬、铜、锌和金或它们的合金;金属氧化物如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ito)和氧化铟锌(izo);组合的金属和氧化物如zno∶al或sno2∶sb;或导电聚合物如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](pedt)、聚吡咯和聚苯胺,但不限于此。优选包括氧化铟锡(铟锡氧化物,indiumtinoxide)(ito)作为阳极的透明电极。
[0124]
可选地,第一空穴传输层320和第二空穴传输330包括一种或者多种空穴传输材料,空穴传输材料可以选自咔唑多聚体、咔唑连接三芳胺类化合物或者其他类型的化合物。本领域技术人员可参照现有技术选择,本技术对此不做特殊的限定。在本技术一些实施方式中,第一空穴传输层320为ht-3,第二空穴传输层330为ht-20。
[0125][0126]
可选地,在阳极100和第一空穴传输层320之间还可以设置有空穴注入层310,以增强向第一空穴传输层320注入空穴的能力。空穴注入层310可以选用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺类化合物、酞菁衍生物或者其他材料,本技术对此不做特殊的限制。所述空穴注入层310的材料例如可以选自如下化合物或者其任意组合;
[0127]
[0128][0129]
在本技术的一种实施方式中,空穴注入层310由ppdn和ht-3组成。
[0130]
可选地,有机发光层340可以由单一发光材料组成,也可以包括主体材料和客体材料。可选地,有机发光层340由主体材料和客体材料组成,注入有机发光层340的空穴和注入有机发光层330的电子可以在有机发光层340复合而形成激子,激子将能量传递给主体材料,主体材料将能量传递给客体材料,进而使得客体材料能够发光。
[0131]
有机发光层340的主体材料可以为混合型主体材料,其中,混合型主体材料中包含空穴型主体材料和电子型主体材料。电子型主体材料可以为三嗪类材料、喹啉类材料等等,本技术对此不做特殊的限制。
[0132]
在本技术一种具体的实施方式中,有机发光层的电子型主体材料(n型)为本技术有机化合物。
[0133]
在本技术一种具体地实施方式中,有机发光层的空穴型主体材料(p型)为gh-p。
[0134]
有机发光层340的客体材料(dopant)可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料,本技术对此不做特殊的限制。客体材料又称为掺杂材料或掺杂剂。按发光类型可以分为荧光掺杂剂和磷光掺杂剂。例如,所述绿光磷光掺杂剂的具体实例包括但不限于,
[0135][0136]
在本技术的一种实施方式中,所述有机电致发光器件为绿色有机电致发光器件,有机电致发光层340的主体材料为本技术有机化合物和gh-p,客体材料(dopant)为gd。
[0137]
电子传输层350可以为单层结构,也可以为多层结构,其可以包括一种或者多种电子传输材料,电子传输材料可以选自苯并咪唑衍生物、噁二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料,本技术对此不做特殊的限定。举例而言,在本技术的一些实施方式中,电子传输层350可以由et-1和liq组成。所述电子传输层350的材料包含但不限于以下化合物:
[0138][0139]
在本技术的一种实施方式中,电子传输层350可以由et-1和liq组成。
[0140]
可选地,阴极200包括以下阴极材料,其是有助于电子注入至有机层中的具有小逸出功的材料。阴极材料的具体实例包括:金属如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅或它们的合金;或多层材料如lif/al,liq/al,lio2/al,lif/ca,lif/al和baf2/ca,但不限于此。优选包括包括银和镁的金属电极作为阴极。
[0141]
可选地,在阴极200和电子传输层350之间还可以设置有电子注入层360,以增强向电子传输层350注入电子的能力。电子注入层360可以包括有碱金属硫化物、碱金属卤化物等无机材料,或者可以包括碱金属与有机物的络合物。在本技术的一些实施方式中,电子注入层360可以包括liq。
[0142]
本技术还提供一种电子装置,该电子装置包括本技术所述的有机电致发光器件。
[0143]
举例而言,如图2所示,本技术提供的电子装置为第一电子装置400,该第一电子装置400包括上述有机电致发光器件实施方式所描述的任意一种有机电致发光器件。该电子装置可以为显示装置、照明装置、光通讯装置或者其他类型的电子装置,例如可以包括但不限于电脑屏幕、手机屏幕、电视机、电子纸、应急照明灯、光模块等。由于第一电子装置400具有上述有机电致发光器件,因此具有相同的有益效果,本技术在此不再赘述。
[0144]
下面将结合实施例详细描述本技术,但是,以下描述是用于解释本技术,而不是以任意方式限制本技术的范围。
[0145]
中间体int-1的合成:
[0146][0147]
将sm1(30.00g;112.27mmol),联硼酸频那醇酯(29.94g;117.88mmol),[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.25g;0.34mmol),乙酸钾(22.04g;224.54mmol),1,4-二氧六环(240ml),加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至100℃,反应6小时;将反应混合物降至室温,水洗,使用二氯甲烷萃取,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶
剂;粗品正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到浅黄色液体中间体int-1(33.47g;收率:94.8%)
[0148]
中间体int-2的合成:
[0149][0150]
将sm2(30.00g;112.27mmol),联硼酸频那醇酯(29.94g;117.88mmol),[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.25g;0.34mmol),乙酸钾(22.04g;224.54mmol),1,4-二氧六环(240ml),加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至100℃,反应6小时;将反应混合物降至室温,水洗,使用二氯甲烷萃取,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂;粗品正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到浅黄色液体中间体int-2(33.73g;收率:95.6%)。
[0151]
中间体im-1的合成
[0152][0153]
将sm3(20g;81.26mmol),int-2(26.82g;85.33mmol),四三苯基膦钯(0.47g;0.41mmol),碳酸钾(24.71g;178.78mmol),四丁基溴化铵(2.62g;8.13mmol),甲苯(200ml),乙醇(80ml)和去离子水(40ml)加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至75℃-80℃,反应16小时;将反应混合物降至室温,水洗,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂;粗品使用二氯甲烷/正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到浅黄色固体中间体im-1(25.63g;收率:89.2%)
[0154]
参照中间体im-1的合成方法方法,使用下表1中反应物a替代sm3,以及反应物b代替int-2,合成下表1中所示中间体化合物:
[0155]
表1
[0156][0157][0158]
化合物a175的合成
[0159][0160]
将中间体im-1(20g;56.58mmol),sm4(20.42g;59.40mmol)和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)(300ml)加入圆底烧瓶中,氮气保护下,将体系温度降至-5℃,随后加入氢化钠
(1.68mg,70.72mmol)在室温下继续反应12h;反应液使用水洗后分液,有机相使用无水硫酸镁干燥,减压除去溶剂得到粗品;以二氯甲烷/正庚烷作为洗脱剂将粗品使用硅胶柱色谱法提纯,而后使用甲苯/正庚烷溶剂体系进行重结晶提纯,得到化合物a175(24.42g;收率:65.3%)。
[0161]
参照化合物a175的合成方法,使用下表2中反应物c替代中间体im-1,反应物d替代中间体sm4,合成下表2所示中间体化合物:
[0162]
表2
[0163]
[0164]
[0165]
[0166]
[0167][0168]
中间体im-2的合成:
[0169][0170]
将sm5(19.14g;94.94mmol),sm2(26.63g;99.69mmol),二甲苯200ml加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至75℃-80℃,加入叔丁醇钠(13.69g,142.42mmol),2-二环己基磷-2',4',6'-三异丙基联苯(0.91g,1.90mmol),三二亚苄基丙酮二钯(0.87g,0.95mmol),继续升温至140℃,反应2小时;将反应混合物降至室温,水洗,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂;粗品使用二氯甲烷/正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到白色固体中间体im-2(26.74g;收率:72.5%)
[0171]
参照中间体im-2的合成方法,使用下表3中反应物e替代sm5,以及反应物f代替sm2,合成下表3中所示中间体化合物:
[0172]
表3
[0173]
[0174][0175]
中间体im-3的合成
[0176][0177]
将im-2(20.00g;51.55mmol),联硼酸频那醇酯(13.75g;54.13mmol),[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.11g;0.15mmol),乙酸钾(10.12g;103.11mmol),乙酸异丙酯(200ml),加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至90℃,反应6小时;将反应混合物降至室温,水洗,使用二氯甲烷萃取,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂;粗品正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到浅黄色液体中间体im-3(22.83g;收率:92.3%)
[0178]
参照中间体im-3的合成方法,使用下表4中反应物g替代中间体im-2,合成下表4中
所示中间体化合物:
[0179]
表4
[0180][0181]
化合物b111的合成
[0182][0183]
将im-3(20g;41.71mmol),sm4(14.34g;41.71mmol),四三苯基膦钯(0.24g;0.21mmol),碳酸钾(12.68g;91.77mmol),四丁基溴化铵(1.34g;4.17mmol),甲苯(200ml),乙醇(80ml)和去离子水(40ml)加入圆底烧瓶中,氮气保护条件下搅拌升温至75℃-80℃,反应16小时;将反应混合物降至室温,水洗,分离有机相,使用无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂;粗品使用二氯甲烷/正庚烷作为洗脱剂进行硅胶柱色谱提纯,得到浅黄色固体化合物b111(18.92g;收率:68.6%)
[0184]
参照化合物b111的合成方法,使用下表5中反应物m替代im-3,反应物n替代sm4,合成下表5中所示中间体化合物:
[0185]
表5
[0186]
[0187]
[0188]
[0189][0190]
部分化合物质谱数据如下表6所示
[0191]
表6
[0192]
[0193][0194]
部分化合物核磁数据如下表7所示
[0195]
表7
[0196][0197]
有机电致发光器件的制备和性能评估
[0198]
实施例1:绿色有机电致发光器件的制备
[0199]
基板处理:将厚度为的ito/ag/ito基板进行预处理,用有机溶剂清洗基板表面,清除浮渣,利用紫外臭氧以及o2:n2等离子进行表面处理,提高基板阳极功函数。
[0200]
在实验基板(阳极)上,将ppdn和化合物ht-3以2%﹕98%的蒸镀速率比例进行共同蒸镀,形成厚度为的空穴注入层(hil),然后在空穴注入层上真空蒸镀ht-3,形成厚度为的第一空穴传输层。
[0201]
在第一空穴传输层上真空蒸镀化合物ht-20,形成厚度为的第二空穴传输层。
[0202]
然后在第二空穴传输层上,将化合物a4:gh-p:gd以45%:45%:10%的速率比蒸镀,形成的绿色有机发光层。
[0203]
将et-1和liq以1:1的速率比蒸镀作电子传输层,将yb蒸镀在电子传输层上作电子注入层,再将镁和银以1:9的蒸镀速率蒸镀在电子注入层上,形成阴极。
[0204]
此外,在上述阴极上真空蒸镀cp-1,形成厚度为的有机覆盖层,从而完成绿色有机发光器件的制造。
[0205]
实施例2~48
[0206]
以表8中所示的化合物替代实施例1中的化合物a4,利用与实施例1相同的方法制作绿色有机电致发光器件。
[0207]
比较例
[0208]
比较例1,以化合物ⅰ替代实施例1中的化合物a4,利用与实施例1相同的方法制得绿光有机电致发光器件。
[0209]
比较例2,以化合物ⅱ替代实施例1中的化合物a4,利用与实施例1相同的方法制得绿光有机电致发光器件。
[0210]
比较例3,以化合物ⅲ替代实施例1中的化合物a4,利用与实施例1相同的方法制得绿光有机电致发光器件。
[0211]
在实施例1~47和比较例1~3中,所使用的各个材料的结构式如下:
[0212][0213]
对如上制得的绿色有机电致发光器件,在15ma/cm2的条件下分析了器件的性能,t95寿命的测试条件为20ma/cm2,其结果示于下表8:
[0214]
表8:器件性能测试结果
[0215]
[0216][0217]
根据上表8可知,本技术有机化合物用作有机电致发光器件与比较例1~3相比,电流效率(cd/a)至少提高了14.6%,t95寿命至少提高了19.7%。
[0218]
应当理解的是,本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。
技术特征:
1.有机化合物,其特征在于,该有机化合物具有如式1所示的结构:a和b中的一个为式2所示的基团,另一个为式3所示的基团;l、l1、l2和l3相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~30的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的亚杂芳基;ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~40的取代或未取代的芳基、碳原子数为3~30的取代或未取代的杂芳基;各r1独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基或碳原子数为6~20的卤代芳基;n1是r1的个数,选自0、1、2、3、4、5、6或7,当n1大于1时,任意两个r1相同或不同;所述l、l1、l2、l3、ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为3~20的环烷基、碳原子数为12~20的杂芳基、碳原子数为6~20的氘代芳基、碳原子数为6~20的卤代芳基、碳原子数为3~12的三烷基硅基、碳原子数为18~24的三芳基硅基、碳原子数为1~10的卤代烷基或碳原子数为1~10的氘代烷基;任选地,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成环。2.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述有机化合物选自式1-1和式1-2所示的化合物:
3.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,l和l3相同或不同,分别独立地选自取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基或取代或未取代的亚联苯基;可选地,所述l和l3中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基。4.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键、碳原子数为6~15的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为12~20的取代或未取代的亚杂芳基;可选地,所述l1和l2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基或苯基。5.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,l1和l2相同或不同,分别独立地选自单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基、取代或未取代的亚咔唑基;可选地,所述l1和l2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基或苯基。6.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自碳原子数为6~25的取代或未取代的芳基、碳原子数为12~24的取代或未取代的杂芳基;可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1~5的烷基、苯基或五氘代苯基;任选地,在ar1和ar2中,任意两个相邻的取代基形成碳原子数为5~13的环。7.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,ar1和ar2相同或不同,分别独立地选自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、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的螺二芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基;可选地,所述ar1和ar2中的取代基相同或不同,分别独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基或五氘代苯基。8.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,分别独立地选自以下基团组成的组:
9.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,式3选自以下基团组成的组:
10.根据权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述有机化合物选自以下化合物组成的组:
11.有机电致发光器件,其特征在于,包括相对设置的阳极和阴极,以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层;所述功能层包含权利要求1~10任意一项所述的有机化合物;可选地,所述功能层包含有机发光层;所述有机发光层包含所述有机化合物;可选地,所述有机电致发光器件为绿色有机电致发光器件。12.电子装置,其特征在于,包括权利要求11所述的有机电致发光器件。
技术总结
本申请属于有机电致发光技术领域,涉及一种有机化合物及使用其的有机电致发光器件和电子装置,该有机化合物具有如式1所示的结构,将该有机合物用于有机电致发光器件中,能够显著改善有机电致发光器件的性能。著改善有机电致发光器件的性能。著改善有机电致发光器件的性能。著改善有机电致发光器件的性能。
技术研发人员:马天天 边春阳 刘云
受保护的技术使用者:陕西莱特光电材料股份有限公司
技术研发日:2022.11.09
技术公布日:2023/7/11
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