CN111004270A - 一种有机化合物、电子传输材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机化合物、电子传输材料及其应用，所述有机化合物具有如式I所示结构，通过分子结构和取代基的特殊设计使其可以与金属发生三齿配位或四齿配位，能够与金属更加稳定牢固的结合，使其作为电子传输材料时具有更强的稳定性和更长的工作寿命，有效改善了漂移电压上升的问题；而且所述有机化合物具有较大的刚性扭曲，可以抑制分子间引力的增加，能够避免其形成平面结构而导致分子间引力过大。所述有机化合物作为电子传输材料使用，可应用于OLED器件的电子传输层和/或电子注入层，能够有效提升器件的发光效率和工作寿命，降低启亮电压。
Description
技术领域
本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种有机化合物、电子传输材料及其应用。
背景技术
有机电致发光技术是光电领域中的新兴技术，有机电致发光器件(Organic LightEmitting Diode，OLED)相比于传统的无机电致发光器件，具有自发光、视角宽、超薄、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低等优点，已广泛应用于平板显示、柔性显示、固态照明和车载显示等行业。目前，OLED已经进入产业化阶段，不断增长的显示需求带动了OLED器件和有机光电材料的飞速发展，具体表现为具有新结构、官能团以及取代基的化合物及材料不断涌现，同时OLED器件的结构也被不断优化，从初始的三明治结构逐渐发展为多种功能层构成的复杂结构。以经典的有机电致发光器件为例，其层叠结构包括阴极、阳极和位于阴极和阳极之间的有机膜层，有机膜层中包含发光层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层以及电子注入层。
通常用于OLED电子传输层的电子传输材料具有以下特点：良好的成膜性、较高的电子亲和能以利于电子注入、较高的电子迁移率以利于电子传输以及良好的热稳定性等。电子传输材料大部分是具有共轭平面的芳香族化合物和有机金属配合物，它们具有较好的接受电子能力，同时在一定正向偏压下可以有效地传递电子。
最早应用于OLED器件的电子传输材料为8-羟基喹啉铝(Alq3)，是一种二齿配位的螯合物，具有稳定的五元环结构，可用真空蒸镀法制备薄膜。Alq3的电子迁移率相对较低，约为l0-6 cm2/Vs，使器件的电子传输和空穴传输不均衡，随着OLED器件面向产品化和实用化的发展，Alq3已无法满足电致发光器件的性能需求。
因此，开发更多种类的电子传输材料，是本领域的研究重点。
发明内容
为了开发更多种类、更高性能、能够与金属更加稳定结合的电子传输材料，本发明的目的之一在于提供一种有机化合物，所述有机化合物具有如式I所示结构：
式I中，m1、m2各自独立地为0或1，且m1+m2≥1，即m1、m2不能同时为0。
式I中，U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
X1、X2、X3各自独立地选自N或C-H。
Y1、Y2各自独立地选自O、S或N-RN。
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的金刚烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
当U1、U2选自
时，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基。
当U1、U2中任一个为
时，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基。
RU、RN各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
R11、R12各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
u1、u4、u6各自独立地选自0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
u2选自0～6的整数，例如0、1、2、3、4、5或6。
u3、u5各自独立地选自0～3的整数，例如0、1、2或3。
以上基团中，虚线代表基团的连接位点。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
本发明的目的之二在于提供一种电子传输材料，所述电子传输材料包括如目的之一所述的有机化合物。
本发明的目的之三在于提供一种显示面板，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层，所述有机薄膜层包括电子传输层。
所述电子传输层的材料包括如目的之二所述的电子传输材料。
本发明的目的之四在于提供一种显示装置，所述显示装置包括目的之三所述的显示面板。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的有机化合物具有邻菲罗啉的骨架结构，通过分子结构和取代基的特殊设计使其能够与金属发生三齿配位或四齿配位，从而实现了所述有机化合物与金属更加稳定牢固的结合，使其作为电子传输材料时具有更强的稳定性和更长的工作寿命，有效改善了漂移电压上升的问题。所述有机化合物不会吸收可见光领域的波长，其邻菲罗啉骨架结构与大位阻取代基相互配合，赋予了所述有机化合物较大的刚性扭曲，从而抑制了分子间引力的增加，能够避免其形成平面结构而导致分子间引力过大。本发明提供的有机化合物LUMO值为1.4～2.0eV，适于作为电子传输的共同层材料使用，其作为OLED器件的电子传输层和/或电子注入层，能够有效提升器件的发光效率和工作寿命，降低启亮电压。
附图说明
图1为本发明提供的OLED器件的结构示意图，其中101为阳极，102为阴极，103为发光层，104为第一有机薄膜层，105为第二有机薄膜层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明的目的之一在于提供一种有机化合物，所述有机化合物具有如式I所示结构：
式I中，m1、m2各自独立地为0或1，且m1+m2≥1，即m1、m2不能同时为0。
式I中，U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
X1、X2、X3各自独立地选自N或C-H。
Y1、Y2各自独立地选自O、S或N-RN。
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的金刚烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
当U1、U2选自
时，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基。
当U1、U2中任一个为
时，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基。
RU、RN各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
R11、R12各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
u1、u4、u6各自独立地选自0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
u2选自0～6的整数，例如0、1、2、3、4、5或6。
u3、u5各自独立地选自0～3的整数，例如0、1、2或3。
以上基团中，虚线代表基团的连接位点。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
本发明提供的有机化合物具有邻菲罗啉的骨架结构，且骨架结构上包括至少一个含有非共用电子对的取代基(U1和/或U2)。当m1+m2＝1时，所述有机化合物中含有3个非共用电子对，能够与金属通过配位键结合、形成稳定的三齿配位结构；当m1+m2＝2时，所述有机化合物中含有4个非共用电子对，能够与金属通过配位键结合、形成稳定的四齿配位结构。本发明提供的有机化合物通过与金属形成三齿或四齿配位结构，有效提升了其与金属的结合牢固程度和结合稳定性，可以抑制器件驱动过程中产生的热及电场导致的金属移动，避免了驱动初期电子传输层排列发生变化而导致的电子注入及移动特性，最终实现了OLED器件工作寿命的提升。
本发明提供的有机化合物中，邻菲罗啉骨架结构和多个大位阻取代基相互配合，使所述有机化合物具有较大的刚性扭曲，避免了传统邻菲罗啉化合物过于平面化的结构导致的分子间引力增大。所述有机化合物具有适宜的空间结构和分子量，其分子量在600～1200g/mol范围内，有助于控制蒸镀速率，能够抑制分子间引力增大而导致的堆积。
在一个实施方式中，所述取代的芳基、取代的杂芳基中的取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
在一个实施方式中，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、取代或未取代的C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、取代或未取代的C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基中的任意一种。
当U1、U2选自
时，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基。
当U1、U2中任一个为
时，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
在一个实施方式中，所述U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，R4、R5、RU、RN、R11、R12、u1、u2、u3、u4、u5、u6各自独立地具有与式I中相同的限定范围。
u11为0～2的整数，例如0、1或2.
虚线代表基团的连接位点。
在一个实施方式中，所述U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线代表基团的连接位点。
在一个实施方式中，所述有机化合物具有如式I-1～式I-4任一项所示的结构：
其中，X1、X2、Y1、Y2、RU、R11、R12、u1、u2、u3、u4、u5、u6各自独立地具有与式I中相同的限定范围。
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
式I-1、式I-2中，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基。
式I-3、式I-4中，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
本发明所述有机化合物具有如式I-1～式I-4任一项所示的结构时，分子结构中含有3个非共用电子对，其作为电子传输材料，能够与金属形成三齿配位的稳定结构。
在一个实施方式中，所述有机化合物具有如式I-5～式I-11任一项所示的结构：
其中，X1、X2、Y1、Y2、RU、R11、R12、u1各自独立地具有与式I中相同的限定范围。
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
式I-5、式I-6、式I-9中，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基。
式I-7、式I-8、式I-10、式I-11中，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
本发明所述有机化合物具有如式I-5～式I-11任一项所示的结构时，分子结构中含有4个非共用电子对，其作为电子传输材料，能够与金属形成四齿配位的稳定结构。
在一个实施方式中，所述R1、R2、R3中至少有一个为含硅取代基。
在一个实施方式中，所述R1、R3中至少有一个为含硅取代基。
在一个实施方式中，所述含硅取代基具有如式II所示结构：
式II中，Ar选自单键、取代或未取代的C6～C30亚芳基。
式II中，RS1、RS2、RS3各自独立地选自C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种。
所述C6～C30可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C1～C30可以是C2、C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C27或C29等。
所述C6～C40可以是C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
所述C3～C40可以是C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等。
式II中，虚线代表基团的连接位点。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
在一个实施方式中，所述Ar选自单键或C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)亚芳基。
在一个实施方式中，所述RS1、RS2、RS3各自独立地选自取代或未取代的C6～C40(例如C7、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等)芳基、取代或未取代的C3～C40(例如C4、C5、C6、C8、C10、C13、C15、C18、C20、C23、C25、C28、C30、C33、C35、C37或C39等)杂芳基中的任意一种。
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)杂芳基、C1～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8或C9等)烷氧基、C6～C20(例如C7、C9、C10、C12、C14、C15、C17或C19等)芳胺基、C3～C20(例如C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等)环烷基或卤素(例如氟、氯、溴或碘等)中的至少一种。
在一个实施方式中，所述含硅取代基选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线代表基团的连接位点。
在一个实施方式中，所述有机化合物选自如下化合物M1～M41中的任意一种：
本发明的目的之二在于提供一种电子传输材料，所述电子传输材料包括如上所述的有机化合物。
在一个实施方式中，所述电子传输材料为含有金属的电子传输材料；所述金属选自碱金属、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属化合物、过渡金属、过渡金属化合物、稀土金属或稀土金属化合物中的任意一种或至少两种的组合。
所述电子传输材料中，本发明提供的有机化合物与金属和/或金属化合物形成三齿配位或四齿配位的稳定结构；其中，所述碱金属包括Li、Na、K、Rb或Cs，碱土金属包括Be、Mg、Ca、Sr或Ba，过渡金属包括Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、La、Hf、Re、Os、Ir或Pt，稀土金属包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。
本发明的目的之三在于提供一种显示面板，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层，所述有机薄膜层包括电子传输层；所述电子传输层的材料包括如上所述的电子传输材料。
在一个实施方式中，所述有机薄膜层还包括电子注入层；所述电子注入层的材料包括如上所述的电子传输材料。
本发明所述OLED器件中，阳极材料可以为金属、金属氧化物或导电性聚合物；其中，所述金属包括铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金，所述金属氧化物包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌、氧化铟镓锌(IGZO)等，所述导电性聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等。除以上有助于空穴注入材料及其组合，还包括已知的适合做阳极的材料。
所述OLED器件中，阴极材料可以为金属或多层金属材料；其中，所述金属包括铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金，所述多层金属材料包括LiF/Al、LiO2/Al、BaF2/Al等。除以上有助于电子注入的材料及其组合，还包括已知的适合做阴极的材料。
所述OLED器件中，有机薄膜层包括至少一层发光层(EML)和设置于发光层两侧的电子传输层(ETL)，以及空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)、电子注入层(EIL)中的任意一种或至少两种的组合；其中空穴注入及传输层可以为咔唑类化合物、芳胺类化合物、吖啶类化合物，电子注入材料或传输材料包括含氮杂环化合物、含硼杂环化合物、含磷化合物、稠芳环化合物及金属化合物等。
所述OLED器件的示意图如图1所示，包括阳极101和阴极102，设置于所述阳极101和阴极102之间的发光层103，在发光层103的两侧设置有第一有机薄膜层104和第二有机薄膜层105，所述第一有机薄膜层104为空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)或电子阻挡层(EBL)中的任意1种或至少2种的组合，所述第二有机薄膜层105为电子传输层(ETL)，所述第二有机薄膜层105还包括空穴阻挡层(HBL)和/或电子注入层(EIL)。
所述OLED器件可以通过以下方法制备：在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极，在阳极上形成有机薄层，在有机薄层上形成阴极。其中，形成有机薄层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。
本发明的目的之四在于提供一种显示装置，所述显示装置包括目的之三所述的显示面板。
本发明提供的有机化合物示例性的通过如下合成路线制备得到：
上述合成路线中，苯并吡啶类化合物A经过一步硝化反应得到硝化产物B；硝化产物B与含端炔化合物发生环加成反应，得到并环产物C；并环产物C再经过水解反应得到化合物D；化合物D与含有U2取代基的甲基酮化合物合环，得到通式I的核心结构E；当X为卤素时，核心结构E与
在钯类催化剂的催化下发生偶联反应，得到
上述合成路线中，X代表氢、卤素(例如氯或溴等)或U1，R1、R2、R3、U1、U2各自独立地具有与式I中相同的限定范围。
本发明提供的有机化合物均可在上述合成路线的基础上通过不同原料的选择制备得到。
实施例1
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M16制备方法包括以下步骤：
(1)
在100mL三口烧瓶中，首先将S1(10mmol，其中TMS为三甲基硅烷基)溶解于20mL浓硫酸中，用冰水浴进行控温；在一定转速下搅拌均匀后，向反应体系中加入浓硝酸(15mmol)反应2h；在冰水浴下，用NaOH水溶液将反应溶液调至中性；反应结束后，用乙醚萃取，将所得有机相用无水硫酸钠干燥，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，得到中间体S2(9.5mmol，产率为95％)。
测试中间体S2的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C12H13ClN2O2Si，计算值为280.78，测试值为280.04。
(2)
在氮气保护下将中间体S2(1mmol)和S3(1.2mmol)溶解在20mL甲苯中，加入四三苯基膦钯Pd(PPh3)4(0.05mmol)作为催化剂，加入2mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h；反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S4(0.87mmol，产率为87％)。
测试中间体S4的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C17H17N3O2Si，计算值为323.42，测试值为323.11。
(3)
在氮气保护下将中间体S4(3mmol)和S5(3.1mmol)溶解在20mL四氢呋喃THF中，用乙醇浴降低温度至-60℃，将3.3mmol叔丁醇钾(t-BuOK)溶解于5mL THF中，逐滴加入反应体系中；5min后加入12mmol三甲基氯硅烷Me3SiCl，在低温下继续搅拌5min；随后将15mmol的t-BuOK溶解于20mL THF溶液中，并注入反应体系。反应体系自然恢复至室温，继续搅拌3.5h。反应结束后，将反应液倾倒至稀盐酸溶液中，并用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用无水Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S6(2.73mmol，产率为91％)。
测试中间体S6的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C24H21N3OSi，计算值为395.53，测试值为395.15。
(4)
在反应釜中放入中间体S6(1mmol)、三乙胺(1mL)、钯碳(10％，10mg)和6mL四氢呋喃(THF)。向反应釜中注入氢气，使反应釜内压力达到10bar。反应体系在室温下搅拌12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S7(0.95mmol，产率为95％)。
测试中间体S7的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C24H23N3OSi，计算值为397.54，测试值为397.16。
(5)
将中间体S7(1mmol)、S8(1.05mmol)和邻苯二甲酸二戊酯(DPP,0.5mmol)置于微波反应器中，经微波反应3min。反应完成后，反应体系用乙酸乙酯稀释，并用10％NaOH水溶液中和，并用乙酸乙酯萃取，有机相用Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以乙酸乙酯和正己烷体积比为1:20的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S9(0.74mmol，产率为74％)。
测试中间体S9的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C31H26N4Si，计算值为482.65，测试值为482.19。
(6)
在氮气保护下将中间体S9(1mmol)和N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，1.5mmol)溶解在50mL三氯甲烷中，常温搅拌12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S10(0.97mmol，产率为97％)。
测试中间体S10的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C28H17BrN4，计算值为489.37，测量值为488.06。
(7)
在氮气保护下将中间体S10(1mmol)和S11(1.1mmol)溶解在甲苯中，加入Pd(PPh3)4(0.05mmol)作为催化剂，加入2mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M16(0.89mmol，产率为89％)。
测试目标产物M16的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C52H36N4Si，计算值为744.95，测试值为744.27。
元素分析：理论值C 83.84，H 4.87，N 7.52，Si 3.77；测试值C 83.85，H 4.85，N7.56，Si 3.74。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,2H),7.22(m,1H),7.32(m,2H),7.36(m,9H),7.43(m,1H),7.48(m,2H),7.54(m,6H),7.58-7.60(m,4H),7.66-7.68(m,3H),8.50(m,2H),8.59-8.62(m,4H)。
实施例2
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M19制备方法包括以下步骤：
按照实施例1中步骤(1)～(6)的方法得到中间体S10；
(7)
将中间体S10(1mmol)和四甲基乙二胺(2.5mmol)加入90mL THF中，乙醇浴中将温度降低至-78℃，在15min内将叔丁基锂(t-BuLi，2.5mmol)逐滴滴入反应体系中，在低温下搅拌1h。在低温下加入S12(2.5mmol)，低温搅拌1h后，自然回复至室温，搅拌过夜。反应结束后，用水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M19(0.87mmol，产率为87％)。
测试目标产物M19的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C46H32N4Si，计算值为668.86，测试值为668.24。
元素分析：理论值C 82.60，H 4.82，N 8.38，Si 4.20；测试值C 82.62，H 4.81，N8.38，Si 4.21。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,2H),7.22(m,1H),7.32(m,2H),7.36(m,9H),7.43(m,1H),7.48(m,2H),7.54(m,6H),7.66-7.68(m,3H),8.50(m,2H),8.59-8.60(m,3H),8.66(s,1H)。
实施例3
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M2制备方法包括以下步骤：
按照实施例1中步骤(1)～(6)的方法得到中间体S10；
(7)
在氮气保护下将中间体S10(2mmol)和S13(1mmol)溶解在30mL甲苯中，加入Pd(PPh3)4(0.1mmol)作为催化剂，加入4mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比5:2的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M2(0.80mmol，产率为80％)。
测试目标产物M2的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C80H52N8Si，计算值为1153.41，测试值为1152.41。
元素分析：理论值C 83.31，H 4.54，N 9.72，Si 2.44；测试值为C 83.30，H 4.53，N9.73，Si 2.45。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,4H),7.22(m,2H),7.32(m,4H),7.36(m,6H),7.42-7.43(m,4H),7.48-7.50(m,6H),7.54(m,4H),7.58(m,2H),7.66-7.68(m,6H),7.76(m,2H),8.50(m,4H),8.59-8.62(m,8H)。
实施例4
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M11制备方法包括以下步骤：
按照实施例1中步骤(1)～(2)的方法得到中间体S4；
(3)
在氮气保护下将中间体S4(3mmol)和S14(3.1mmol)溶解在20mL四氢呋喃(THF)中，用乙醇浴降低温度至-60℃，将3.3mmol叔丁醇钾(t-BuOK)溶解于5mL THF中，逐滴加入反应体系中；5分钟后加入12mmol Me3SiCl，在低温下继续搅拌5分钟。随后将15mmol的t-BuOK溶解于20mL THF溶液中，并注入反应体系。反应体系自然恢复至室温，继续搅拌3.5h。反应结束后，将反应液倾倒至稀盐酸溶液中，并用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S15(2.58mmol，产率为86％)。
测试中间体S15的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C21H25N3OSi2，计算值为391.61，测试值为391.15。
(4)
在反应釜中加入中间体S15(1mmol)、三乙胺(1mL)、钯碳(10％，10mg)和6mL四氢呋喃(THF)。向反应釜中注入氢气，使反应釜内压力达到10bar。反应体系在室温下搅拌12h。反应结束后，用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S16(0.90mmol，产率为90％)。
测试中间体S16的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C21H27N3OSi2，计算值为393.63，测试值为393.17。
(5)
将中间体S16(1mmol)、S8(1.05mmol)和邻苯二甲酸二戊酯(DPP,0.5mmol)置于微波反应器中，经微波反应3min。反应完成后，反应体系用乙酸乙酯稀释，并用10％NaOH水溶液中和。并用乙酸乙酯萃取，有机相用Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以乙酸乙酯和正己烷体积比为1:20的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S17(0.71mmol，产率为71％)。
测试中间体S17的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C28H30N4Si2，计算值为478.74，测试值为478.20。
(6)
在氮气保护下将中间体S17(1mmol)和N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，3mmol)溶解在50mL三氯甲烷中，常温搅拌12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S18(0.94mmol，产率为94％)。
测试中间体S18的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C22H12Br2N4，计算值为492.17，测量值为491.94。
(7)
将中间体S18(1mmol)和四甲基乙二胺(2.5mmol)加入90mL THF中，乙醇浴中将温度降低至-78℃，在15min内，将叔丁基锂(t-BuLi，2.5mmol)逐滴滴入反应体系中，在低温下搅拌1h。在低温下加入S12(5mmol)，低温搅拌1h后，自然回复至室温，搅拌过夜。反应结束后，用水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M11(0.77mmol，产率为77％)。
测试目标产物M11的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C58H42N4Si2，计算值为851.15，测试值为850.29。
元素分析：理论值C 81.84，H 4.97，N 6.58，Si 6.60；测试值C 81.85，H 4.96，N6.59，Si 6.59。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,2H),7.36(m,18H),7.54(m,4H),7.66(m,2H),8.50(m,2H),8.59(m,2H),8.66(s,2H)。
实施例5
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M17制备方法包括以下步骤：
(1)
在100mL三口烧瓶中，首先将S19(10mmol)溶解于20mL浓硫酸中，用冰水浴进行控温；在一定转速下搅拌均匀后，向反应体系中加入浓硝酸(15mmol)反应2h；在冰水浴下，用NaOH水溶液将反应溶液调至中性；反应结束后，用乙醚萃取，将所得有机相用无水硫酸钠干燥，将溶剂蒸馏去除，并使用柱层析法进行精制，得到中间体S20(9.0mmol，产率为90％)。
测试中间体S20的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C12H14N2O2Si，计算值为246.34，测试值为246.08。
(2)
在氮气保护下将中间体S20(3mmol)和S5(3mmol)溶解在20mL THF中，用乙醇浴降低温度至-60℃，将3.3mmol叔丁醇钾(t-BuOK)溶解于5mL THF中，逐滴加入反应体系中；5min后加入12mmol三甲基氯硅烷Me3SiCl，在低温下继续搅拌5min；随后将15mmol的t-BuOK溶解于20mL THF溶液中，并注入反应体系。反应体系自然恢复至室温，继续搅拌3.5h。反应结束后，将反应液倾倒至稀盐酸溶液中，并用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S21(2.37mmol，产率为79％)。
测试中间体S21的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C19H18N2OSi，计算值为318.44，测试值为318.12。
(3)
在反应釜中放入中间体S21(1mmol)、三乙胺(1mL)、钯碳(10％，10mg)和6mL四氢呋喃(THF)。向反应釜中注入氢气，使反应釜内压力达到10bar。反应体系在室温下搅拌12h。反应结束后，用乙酸乙酯多次萃取，合并有机相后，用Na2SO4干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S22(0.88mmol，产率为88％)。
测试中间体S22的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C19H20N2OSi，计算值为320.46，测试值为320.13。
(4)
将中间体S22(1mmol)、S8(1.1mmool)和邻苯二甲酸二戊酯(DPP,0.5mmol)置于微波反应器中，经微波反应3min。反应完成后，反应体系用乙酸乙酯稀释，并用10％NaOH水溶液中和，并用乙酸乙酯萃取，有机相用Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以乙酸乙酯和正己烷体积比为1:20的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S23(0.68mmol，产率为68％)。
测试中间体S23的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C26H23N3Si，计算值为405.57，测试值为405.17。
(5)
在氮气保护下将中间体S23(1mmol)和N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，1.5mmol)溶解在50mL三氯甲烷中，常温搅拌12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体中间体S24(0.92mmol，产率为92％)。
测试中间体S24的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C23H14BrN3，计算值为412.28，测量值为413.04。
(6)
在氮气保护下将中间体S24(1mmol)和S11(1.06mmol)溶解在20mL甲苯中，加入Pd(PPh3)4(0.05mmol)作为催化剂，加入2mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h。反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M17(0.85mmol，产率为85％)。
测试目标产物M17的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C47H33N3Si，计算值为667.87，测试值为667.24。
元素分析：理论值C 84.52，H 4.98，N 6.29，Si 4.21；测试值C 84.53，H 4.97，N6.28，Si 4.22。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,1H),7.22(m,1H),7.32(m,2H),7.36(m,9H),7.43(m,1H),7.48(m,3H),7.54(m,6H),7.58-7.60(m,4H),7.66-7.68(m,2H),8.50(m,1H),8.59-8.62(m,2H),8.87(m,1H)。
实施例6
本实施例提供一种有机化合物，结构如下：
该有机化合物M18制备方法包括以下步骤：
按照实施例5中步骤(1)～(5)的方法得到中间体S24；
(6)
将中间体S24(1mmol)和四甲基乙二胺(2.5mmol)加入90mL THF中，乙醇浴中将温度降低至-78℃，在15min内，将叔丁基锂(t-BuLi，2.5mmol)逐滴滴入反应体系中，在低温下搅拌1h。在低温下加入S12(2.5mmol)，低温搅拌1h后，自然回复至室温，搅拌过夜。反应结束后，用水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水Na2SO4干燥。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷和三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体目标产物M18(0.82mmol，产率为82％)。
测试目标产物M18的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOF MS(m/z)：C41H29N3Si，计算值为591.77，测试值为591.21。
元素分析：理论值C 83.21，H 4.94，N 7.10，Si 4.75；测试值C 83.22，H 4.93，N7.11，Si 4.74。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,1H),7.22(m,1H),7.32(m,2H),7.36(m,9H),7.43(m,1H),7.48(m,2H),7.54(m,7H),7.66-7.68(m,2H),8.50(m,1H),8.59-8.62(m,2H),8.91(m,1H)。
对比实施例1
本对比实施例提供对比化合物3，结构如下：
该对比化合物3制备方法包括以下步骤：
在氮气保护下将中间体S25(1mmol)和S3(2.2mmol)溶解在30mL甲苯中，加入四三苯基膦钯Pd(PPh3)4(0.1mmol)作为催化剂，加入4mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h；反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体对比化合物3(0.83mmol，产率为83％)。
测试对比化合物3的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C34H22N4，计算值为486.57，测试值为486.18。
元素分析：理论值C 83.93，H 4.56，N 11.51；测试值C 83.91，H 4.57，N 11.52。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.12(m,2H),7.22(m,2H),7.32(m,4H),7.48(m,4H),7.55(m,2H),7.66(m,2H),8.50(m,2H),8.59-8.62(m,4H)。
对比实施例2
本对比实施例提供对比化合物4，结构如下：
该对比化合物4制备方法包括以下步骤：
在氮气保护下将S26(1mmol)、S11(1mmol)和S27(1mmol)溶解在30mL甲苯中，加入四三苯基膦钯Pd(PPh3)4(0.1mmol)作为催化剂，加入4mL碳酸钾水溶液(2mol/L)，回流12h；反应结束后，用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相。减压蒸馏去除所有的溶剂，收集粗产物。将粗产品通过硅胶色谱柱纯化，以正己烷与三氯甲烷体积比为5:1的混合溶剂作为洗脱剂，最后纯化得到固体对比化合物4(0.40mmol，产率为40％)。
测试对比化合物4的结构：通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析得MALDI-TOFMS(m/z)：C42H30N2Si，计算值为590.79，测试值为590.22。
元素分析：理论值C 85.39，H 5.12，N 4.74，Si 4.75；测试值C 85.41，H 5.11，N4.72，Si 4.76。
1H-NMR(400MHz，CDCl3)：δ(ppm)7.22(m,1H),7.32(m,2H),7.36(m,9H),7.43(m,1H),7.48(m,4H),7.54(m,6H),7.57-7.61(m,4H),7.68(m,1H),8.87(m,2H)。
以下列举几种有机化合物应用于OLED器件中的应用例：
应用例1
本应用例提供一种OLED器件，所述OLED器件依次包括：基板、ITO阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、发光层、第一电子传输层、第二电子传输层、阴极(银电极)。
OLED器件的制备步骤如下：
(1)将玻璃基板切成50mm×50mm×0.7mm的大小，分别在丙酮、异丙醇和去离子水中超声处理30分钟，然后在臭氧中清洁10min；将所得的具有ITO阳极的玻璃基板安装到真空沉积设备上；
(2)在真空度为2×10-6Pa下，在ITO阳极层上真空蒸镀上空穴注入层材料化合物1，厚度为5nm；
(3)在空穴注入层上蒸镀化合物2作为第一空穴传输层，厚度为90nm；
(4)在第一空穴传输层上真空蒸镀化合物3作为第二空穴传输层，厚度为10nm；
(5)在第二空穴传输层上真空蒸镀一层发光层，其中，以化合物4作为发光层的主体材料，化合物5作为发光层的掺杂材料，掺杂比例为3％，厚度为30nm；
(6)在发光层上真空蒸镀化合物6作为第一电子传输层，厚度为5nm；
(7)在第一电子传输层上真空蒸镀本发明提供的有机化合物M16和掺杂金属镱(二者的质量比为97:3)作为第二电子传输层，厚度为30nm；
(8)在第二电子传输层上真空蒸镀银电极作为阴极，厚度为100nm。
应用例2
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的M19替换。
应用例3
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的M2替换。
应用例4
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的M11替换。
应用例5
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的M17替换。
应用例6
本应用例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的M18替换。
对比例1
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的对比化合物1
替换。
对比例2
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的对比化合物2
替换。
对比例3
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的对比化合物3
替换。
对比例4
本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(6)中的M16用等量的对比化合物4
替换。
性能测试：
(1)化合物的模拟计算：
运用密度泛函理论(DFT)，针对本发明提供的有机化合物，通过Guassian 09程序包(Guassian Inc.)在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到了分子前线轨道HOMO和LUMO的分布情况，同时基于含时密度泛函理论(TDDFT)模拟计算了化合物分子的单线态能级S1和三线态能级T1，结果如表1所示。
表1
从表1中的数据可得，本发明实施例1～6提供的有机化合物S1值都没有可视光线领域的吸收，LUMO(eV)值在1.4～2.0eV之间，因此适合作为电子传输的共同层材料使用。
(2)OLED器件的性能评价：
用Keithley 2365A数字纳伏表测试OLED器件在不同电压下的电流，然后用电流除以发光面积得到OLED器件在不同电压下的电流密度；用Konicaminolta CS-2000分光辐射亮度计测试OLED器件在不同电压下的亮度和辐射能流密度；根据OLED器件在不同电压下的电流密度和亮度，得到在相同电流密度下(10mA/cm2)的工作电压V和电流效率(cd/A)，Von为亮度1cd/m2下的启亮电压；通过测量OLED器件的亮度达到初始亮度的95％时的时间而获得寿命T95(在50mA/cm2测试条件下)；测试数据如表2所示。
表2
从表2的数据可得，基于本发明实施例1～6提供的有机化合物为电子传输层材料制备的OLED器件相对于对比化合物1、对比化合物2、对比化合物3和对比化合物4，具有更低的启亮电压和工作电压，更高的电流效率和更长的工作寿命。这得益于本发明设计的分子结构具有多齿含氮配体，能和Yb金属进行络合。因此，在器件驱动过程中产生的热及电场会导致金属移动的情况得到缓解。另外，本案中设计的分子中，邻菲罗啉骨架结构和多个大位阻取代基相互配合，使所述有机化合物具有较大的刚性扭曲，避免了传统邻菲罗啉化合物过于平面化的结构导致的分子间引力增大。所述有机化合物具有适宜的空间结构和分子量，其分子量在600～1200g/mol范围内，有助于控制蒸镀速率，能够抑制分子间引力增大而导致的堆积。这些因素共同作用，降低了OLED器件的启亮电压，降低OLED器件工作电压，提高效率，同时提升了寿命。
本发明的又一实施例提供了一种有机发光显示装置，包括如上文所述的有机发光显示面板。
在本发明中，OLED器件可以用在有机发光显示装置中，其中有机发光显示装置可以是手机显示屏、电脑显示屏、电视显示屏、智能手表显示屏、智能汽车显示面板、VR或AR头盔显示屏、各种智能设备的显示屏等。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种有机化合物、电子传输材料及其应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (19)
1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有如式I所示结构：
其中，m1、m2各自独立地为0或1，且m1+m2≥1；
U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
X1、X2、X3各自独立地选自N或C-H；
Y1、Y2各自独立地选自O、S或N-RN；
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的金刚烷基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
当U1、U2选自
时，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基；
当U1、U2中任一个为
时，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基；
RU、RN各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
R11、R12各自独立地选自氢、氘、氚、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
u1、u4、u6各自独立地选自0～4的整数，u2选自0～6的整数，u3、u5各自独立地选自0～3的整数；
虚线代表基团的连接位点。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述取代的芳基、取代的杂芳基中的取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、取代或未取代的C6～C20芳基、取代或未取代的C3～C20杂芳基中的任意一种；
当U1、U2选自
时，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基；
当U1、U2中任一个为
时，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，R4、R5、RU、RN、R11、R12、u1、u2、u3、u4、u5、u6各自独立地具有与权利要求1中相同的限定范围；
u11为0～2的整数；
虚线代表基团的连接位点。
5.根据权利要求4所述的有机化合物，其特征在于，所述U1、U2各自独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线代表基团的连接位点。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有如式I-1～式I-4任一项所示的结构：
其中，X1、X2、Y1、Y2、RU、R11、R12、u1、u2、u3、u4、u5、u6各自独立地具有与权利要求1中相同的限定范围；
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
式I-1、式I-2中，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基；
式I-3、式I-4中，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有如式I-5～式I-11任一项所示的结构：
其中，X1、X2、Y1、Y2、RU、R11、R12、u1各自独立地具有与权利要求1中相同的限定范围；
R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、氘、氚、含硅取代基、C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
式I-5、式I-6、式I-9中，R1、R2、R3、R4中至少有一个为含硅取代基；
式I-7、式I-8、式I-10、式I-11中，R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个为含硅取代基；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3中至少有一个为含硅取代基。
9.根据权利要求8所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R3中至少有一个为含硅取代基。
10.根据权利要求1～9任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述含硅取代基具有如式II所示结构：
其中，Ar选自单键、取代或未取代的C6～C30亚芳基；
RS1、RS2、RS3各自独立地选自C1～C30直链或支链烷基、C1～C30烷氧基、取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
虚线代表基团的连接位点；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的有机化合物，其特征在于，所述Ar选自单键或C6～C20亚芳基。
12.根据权利要求10所述的有机化合物，其特征在于，所述RS1、RS2、RS3各自独立地选自取代或未取代的C6～C40芳基、取代或未取代的C3～C40杂芳基中的任意一种；
当上述基团存在取代基时，所述取代基选自氘、氚、C1～C10直链或支链烷基、金刚烷基、C6～C20芳基、C3～C20杂芳基、C1～C10烷氧基、C6～C20芳胺基、C3～C20环烷基或卤素中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的有机化合物，其特征在于，所述含硅取代基选自如下基团中的任意一种：
其中，虚线代表基团的连接位点。
14.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如下化合物M1～M41中的任意一种：
15.一种电子传输材料，其特征在于，所述电子传输材料包括如权利要求1～14任一项所述的有机化合物。
16.根据权利要求15所述的电子传输材料，其特征在于，所述电子传输材料为含有金属的电子传输材料；所述金属选自碱金属、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属化合物、过渡金属、过渡金属化合物、稀土金属或稀土金属化合物中的任意一种或至少两种的组合。
17.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括OLED器件，所述OLED器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的有机薄膜层，所述有机薄膜层包括电子传输层；
所述电子传输层的材料包括如权利要求15或16所述的电子传输材料。
18.根据权利要求17所述的显示面板，其特征在于，所述有机薄膜层还包括电子注入层；所述电子注入层的材料包括如权利要求15或16所述的电子传输材料。
19.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求17或18所述的显示面板。
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