CN114181166B - 有机化合物及包含其的电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置。本申请的有机化合物结构式如化学式1表示，所述有机化合物应用于有机电致发光器件中，可显著改善器件的性能。

Description

有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
技术领域
本申请属于有机材料技术领域，尤其涉及一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置。
背景技术
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器件的应用范围越来越广泛。该类电子元器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，且一般包括能量转化层、位于能量转化层与阳极之间的空穴传输层、位于能量转化层与阴极之间的电子传输层。
当电子元件为有机电致发光器件时，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的电致发光层、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，阴极侧的电子向电致发光层移动，阳极侧的空穴也向发光层移动，电子和空穴在电致发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得电致发光层对外发光。
但是OLED器件的发光效率、使用寿命等性能和产品的应用要求相比还有待进一步提升。因此，有必要继续研发新型的材料，以进一步提高有机电致发光器件的性能。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请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。
为了实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：
根据本申请的第一方面，提供一种有机化合物，具有如化学式1表示的结构：
其中，X和Y相同或不同，且各自独立地选自S、O、N(R3)、C(R4R5)、Si(R6R7)；
R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1表示R1的数量，n1选自0、1、2、3或4，且当n1大于1时，任意两个R1彼此相同或不同；
n2表示R2的数量，n2选自0、1、2、3或4，且当n2大于1时，任意两个R2彼此相同或不同；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自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；
L、L1和L2相同或不同，且各自独立地选自单键、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；
L、L1、L2、Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为3～10的环烷基；任选地，Ar1中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的3～15元环；任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的3～15元环。
根据本申请的第二方面，提供一种电子元件，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。
根据本申请的第三方面，提供了一种电子装置，包括第二方面所述的电子元件。
本申请的有机化合物的二苯并六元杂环连接芳胺的母核具有较强的平面构型，有助于激子的传输，获得优异的迁移率，并且高的平面性的分子不易结晶，此外，在分子上引入金刚烷，可有效增大有机化合物的分子量，提高材料的玻璃化转变温度，同时可有效增强材料的导电性，降低分子间π-π堆叠，提高材料的热稳定性和降低分子团聚，使得材料在器件中具有高效率和长寿命的优势。
本申请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
附图是用来提供对本申请的进一步理解，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申请，但并不构成对本申请的限制。
图1是本申请一种实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请一种实施方式的第一电子装置的结构示意图。
图3是本申请一种实施方式的光电转化器件的结构示意图。
图4是本申请一种实施方式的第二电子装置的结构示意图。
附图标记
100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；320、空穴传输层；321、第一空穴传输层；322、第二空穴传输层；330、有机发光层；340、电子传输层；350、电子注入层；360、光电转化层；400、第一电子装置；500、第二电子装置
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多个实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。
第一方面，本申请提供一种有机化合物，其具有如化学式1表示的结构：
其中，X和Y相同或不同，且各自独立地选自S、O、N(R3)、C(R4R5)、Si(R6R7)；
R3、R4、R5、R6和R7相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1表示R1的数量，n1选自0、1、2、3或4，且当n1大于1时，任意两个R1彼此相同或不同；
n2表示R2的数量，n2选自0、1、2、3或4，且当n2大于1时，任意两个R2彼此相同或不同；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自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；
L、L1和L2相同或不同，且各自独立地选自单键、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；
L、L1、L2、Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～20的杂芳基、碳原子数为3～10的环烷基；任选地，Ar1中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的3～15元环；任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的3～15元环。
本申请中，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场合。例如，“任选地，任意两个相邻取代基××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。再比如，“任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成取代或未取代的3～15元环”是指Ar2中的任意两个相邻的取代基可以相互连接形成3～15元环，或者Ar2中的任意两个相邻的取代基也可以各自独立的存在。
“任意两个相邻”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。
本申请中，芴基可以被1个或2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，可以为： 等，但并不限定于此。
本申请中，所采用的描述方式“各……独立地为”与“……分别独立地为”和“……独立地选自”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。
本申请中，“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、卤素基团、氰基、杂芳基、芳基、三烷基硅基、烷基、卤代烷基、环烷基等。
本申请中，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。
本申请中，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申请的芳基。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。举例而言，在本申请中，联苯基、三联苯基等为芳基。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、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、基等。本申请中，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。
本申请中，取代的芳基可以是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、氰基、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。
本申请中，杂芳基是指环中包含至少一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中的至少一种。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、苯并噻唑基、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。其中，噻吩基、呋喃基、菲咯啉基等为单个芳香环体系类型的杂芳基，N-苯基咔唑基、N-吡啶基咔唑基为通过碳碳键共轭连接的多环体系类型的杂芳基。本申请中，涉及的亚杂芳基是指杂芳基进一步失去一个氢原子所形成的二价基团。
本申请中，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、氰基、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。
本申请中，作为L、L1、L2、Ar1和Ar2中的取代基的芳基的碳原子数可以为6～20，例如碳原子数可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，作为取代基的芳基的具体实例包括但不限于，苯基、联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、基。
本申请中，作为L、L1、L2、Ar1和Ar2中的取代基的杂芳基的碳原子数可以为3～20，例如碳原子数可以为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，三嗪基、吡啶基、嘧啶基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、异喹啉基。
本申请中，不定位连接键涉及的是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。
本申请中，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，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、正辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基等。
本申请中，卤素基团例如可以为氟、氯、溴、碘。
本申请中，三烷基硅基的具体实例包括但不限于，三甲基硅基、三乙基硅基等。
本申请中，卤代烷基的具体实例包括但不限于，三氟甲基。
本申请中，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、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。
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。
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。
在一种具体实施方式中，化学式1具有式1-1至1-4中任一项所示的结构：
在化学式1-1中，X选自N(R3)、C(R4R5)、Si(R6R7)，当X选自N(R3)时，金刚烷连接在R3上，例如当X选自C(R4R5)时，金刚烷连接在R4或R5上，例如当X选自Si(R6R7)时，金刚烷连接在R6或R7上，例如/>
在本申请的一种实施方式中，Ar1和Ar2各自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5～20的取代或未取代的杂芳基。例如，Ar1和Ar2各自独立地选自碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25的取代或未取代的芳基，碳原子数为12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的杂芳基。
可选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～5的烷基、三甲基硅基、三氟甲基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基、碳原子数为5～10的环烷基；任选地，Ar1中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的5～13元环；任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和的5～13元环。
可选地，Ar1和Ar2各自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、取代或未取代的芴基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的三联苯基、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、取代或未取代的咔唑基。
可选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、三氟甲基、环戊烷基、环己基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基；任选地，Ar1中的任意两个相邻的取代基形成芴环；任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成芴环。
可选地，Ar1和Ar2各自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：
其中，取代的基团W中具有一个或两个以上取代基，所述取代基独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、三氟甲基、环戊烷基、环己基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基，且当所述取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
可选地，Ar1和Ar2各自独立地选自以下基团所组成的组：
进一步可选地，Ar1和Ar2选自以下基团：
在本申请的一种实施方式中，L、L1和L2各自独立地选自单键、碳原子数为6～20的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5～20的取代或未取代的亚杂芳基。例如，L、L1和L2各自独立地选自单键，碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的亚芳基，碳原子数为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的亚杂芳基。
可选地，L、L1和L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～5的烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基。
可选地，L、L1和L2各自独立地选自单键、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、取代或未取代基的亚二苯并噻吩基、取代或未取代基的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚咔唑基。
可选地，L、L1和L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
可选地，L、L1和L2各自独立地选自单键、取代或未取代的基团Q；其中，未取代的基团Q选自以下基团组成的组：
其中，取代的基团Q中具有一个或两个以上取代基，所述取代基独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基，且当所述取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
可选地，L选自单键或者以下基团所组成的组：
进一步可选地，L选自单键或者以下基团所组成的组：
可选地，L1和L2各自独立地选自单键或者以下基团所组成的组：
进一步可选地，L1和L2各自独立地选自单键或者以下基团所组成的组：
在本申请的一种实施方式中，R3、R4、R5、R6和R7各自独立地选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
在本申请的一种实施方式中，R1和R2各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
可选地，所述有机化合物选自以下化合物所组成的组：
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第二方面，本申请提供一种电子元件，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；所述功能层包含本申请的有机化合物。
可选地，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含所述有机化合物。
可选地，所述电子元件有机电致发光器件或光电转换器件；
进一步可选地，所述电子元件为有机电致发光器件，所述空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层，所述第一空穴传输层相对所述第二空穴传输层更靠近所述阳极，其中，所述第二空穴传输层包含所述有机化合物。
在一种实施方式中，电子元件可以为有机电致发光器件。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321、第二空穴传输层322、有机发光层330、电子传输层340和阴极200。
在一种实施方式中，有机电致发光器件为红色有机电致发光器件。
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，work
function)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。优选包括包含氧化铟锡(铟锡氧化物，indiumtin oxide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，第一空穴传输层321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。
例如，所述第一空穴传输层的材料选自以下化合物所组成的组：
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在一种具体实施方式中，第一空穴传输层321可以为化合物HT-7，第二空穴传输层322可以包含本申请的有机化合物。
可选地，有机发光层330可以由单一发光层材料组成，也可以包括主体材料和掺杂材料。可选地，有机发光层330由主体材料和掺杂材料组成，注入有机发光层330的空穴和注入有机发光层330的电子可以在有机发光层330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掺杂材料，进而使得掺杂材料能够发光。
有机发光层330的主体材料可以为金属螯合类化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。
在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的主体材料可以为CBP。
有机发光层330的的掺杂材料可参照现有技术选择，例如可以选自铱(III)有机金属络合物、铂(II)有机金属络合物、钌(II)络合物等。所掺杂材料的具体实例包括但不限于，
在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的掺杂材料可以为Ir(piq)2(acac)。
可选地，电子传输层340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，电子传输材料通常可以包含金属络合物或/或含氮杂环衍生物，其中，所述金属络合物材料例如可以选自LiQ、Alq3、Bepq2等；所述含氮杂环衍生物可以为具有含氮六元环或五元环骨架的芳香族环、具有含氮六元环或五元环骨架的稠合芳香族环化合物等，具体实例包括但不限于，ET-17、Bphen、NBphen、DBimiBphen、BimiBphen等1,10-菲咯啉类化合物，或者结构如下所示的含杂氮芳基的蒽类化合物、三嗪类或嘧啶类化合物。在本申请的一种实施方式中，电子传输层340可以由ET-17和LiQ组成。
本申请中，阴极200可以包括阴极材料，其是有助于电子注入材料至功能层中的具有小逸出功的材料。阴极材料的具体实例包括但不限于，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。优选包括包含镁和银的金属电极作为阴极。
可选地，如图1所示，在阳极100和空穴传输层321之间还可以设置有空穴注入层310，以增强向空穴传输层321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，本申请对此不做特殊的限制。例如，空穴注入层310含有的化合物可以选自以下化合物所组成的组：
在本申请的一种具体实施方式中，空穴注入层310可以为F4-TCNQ。
可选地，如图1所示，在阴极200和电子传输层340之间还可以设置有电子注入层350，以增强向电子传输层340注入电子的能力。电子注入层350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。例如，电子注入层350可以包括Yb。
按照另一种实施方式，电子元件可以为光电转化器件。如图3所示，该光电转化器件可以包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的有机化合物。
按照一种具体的实施方式，如图3所示，光电转化器件可包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层320、光电转化层360、电子传输层340和阴极200。
可选地，光电转化器件可以为太阳能电池，尤其是可以为有机薄膜太阳能电池。举例而言，在本申请的一种实施方式中，太阳能电池可以包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、光电转化层、电子传输层和阴极，其中，空穴传输层320包含本申请的有机化合物。
可选地，功能层300包括第二空穴传输层，第二空穴传输层可以包含本申请的有机化合物。
本申请第三方面提供一种电子装置，包括本申请第二方面提供的电子元件。
按照一种实施方式，如图2所示，所述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。第一电子装置400例如可以为显示装置、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。
按照另一种实施方式，如图4所示，所述电子装置为第二电子装置500，第二电子装置500包括上述光电转化器件。第二电子装置500例如可以为太阳能发电设备、光检测器、指纹识别设备、光模块、CCD相机或则其他类型的电子装置。
下面结合合成实施例来具体说明本申请的有机化合物的合成方法，但是本公开并不因此而受到任何限制。
本申请中未提到的合成方法的化合物的都是通过商业途径获得的原料产品。
合成实施例
1、IM A-1的合成
在N2下，向三口烧瓶中加入3-溴-10H-吩噁嗪(7.45g，28.42mmol)、1-(4-溴苯基)金刚烷(8.28g，28.42mmol)、甲苯(74mL)，搅拌升温至回流，然后加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.26g，0.2842mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.27g，0.5684mmol)以及叔丁醇钠(4.10g，42.63mmol)，搅拌加热至110℃，反应2h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用硅胶过柱提纯，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM A-1(10.11g，收率75.3％)；
参照IM A-1的方法合成表1所列的IM A-X，不同之处在于，使用原料1代替3-溴-10H-吩噁嗪，使用原料2代替1-(4-溴苯基)金刚烷，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如下表1所示。
表1
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2、IM B-1的合成
在干燥的三口烧瓶中加入2-(2-溴-4-氯苯基)丙-2-醇(15.6g，62.52mmol)、3-溴苯酚(10.82g，62.52mmol)、CuI(1.19g，6.252mmol)、1,10-邻菲啰啉(2.25g，12.50mmol)、碳酸铯(20.37g，62.52mmol)、甲苯(156mL)，在110℃下反应24h；反应结束，降至室温，加入乙酸乙酯进行稀释，采用水洗，用乙酸乙酯萃取，收集有机层并采用无水硫酸镁干燥后并浓缩，将混合物溶解于干燥的DCM(316mL)中，在0℃下添加BF3·OEt2(17.75g，125.04mmol)，在0～25℃下搅拌30min，反应结束后，用水洗，用DCM萃取，然后采用碳酸氢钠水溶液进行洗涤，收集有机层并干燥，粗品用石油醚/乙酸乙酯进行洗脱，硅胶柱进行纯化得到IM B-1(14.87g，收率73.52％)。
参照IM B-1的方法合成表2所列的IM B-X，不同之处在于，使用原料3代替2-(2-溴-4-氯苯基)丙-2-醇，使用原料4代替3-溴苯酚，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如下表2所示。
表2
3、IM C-1的合成
在N2下，向三口烧瓶中加入IM B-1(14.05g，43.42mmol)、1-金刚烷硼酸(7.82g，43.42mmol)、四(三苯基膦)钯(0.50g，0.4342mmol)、TBAB(0.28g，0.8684mmol)、碳酸钾(9.0g，65.13mmol)、THF(84mL)和去离子水(28mL)，氮气保护下升温至78℃，搅拌4h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM C-1(11.60g，收率70.5％)。
参照IM C-1的方法合成表3所列的IM C-X，不同之处在于，使用原料5代替IM B-1，其中使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表3所示。
表3
4、IM D-1的合成
在N2下，向三口烧瓶中加入中间体IM A-11(13.58g，28.81mmol)、溴苯(4.52g，28.81mmol)、甲苯(135mL)，搅拌升温至回流，加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.26g，0.2881mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.27g，0.576mmol)以及叔丁醇钠(4.15g，43.2mmol)，搅拌加热至110℃，反应2h，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用硅胶过柱提纯，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM D-1(9.65g，收率61.2％)。
参照IM D-2的方法合成表4所列的IM D-2，不同之处在于，使用IM A-10代替IM A-11，其中使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表4所示。
表4
5、IM A-1-1的合成
将IM A-1(11.5g，24.34mmol)、联硼酸频那醇酯(6.76g，26.61mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.23g，0.25mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.24g，0.51mmol)、醋酸钾(3.73g，38.01mmol)和1,4-二氧六环(69mL)加入三口圆底烧瓶中，氮气保护下加热至80℃，搅拌3h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用甲苯体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM A-1-1(9.88g，收率78.1％)。
参照IM A-1-1的方法合成表5所列的中间体，不同之处在于，使用原料6代替IM A-1，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表5所示。
表5
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6、IM A-4-1的合成
将IM A-1-1(9.33g，17.94mmol)、间氯碘苯(4.28g，17.94mmol)、醋酸钯(0.04g，0.1794mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.17g，0.36mmol)、碳酸钾(3.71g，26.91mmol)、甲苯(54mL)、无水乙醇(18mL)和去离子水(9mL)加入圆底烧瓶中，氮气保护下升温至78℃，搅拌4h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM A-4-1(6.61g，收率73.1％)。
参照IM A-4-1的方法合成中间体，不同之处在于，使用原料7代替IM A-1-1，使用原料8代替间氯碘苯，其中使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表6所示。
表6
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7、IM A-6-1的合成
在N2下，向三口烧瓶中加入IM A-1(6.45g，13.65mmol)、4-氨基联苯(2.31g，13.65mmol)、甲苯(64mL)，搅拌升温至回流，加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.12g，0.1365mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.13g，0.273mmol)以及叔丁醇钠(1.97g，20.48mmol)，搅拌加热至110℃，反应2h，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到IM A-6-1(5.89g，收率76.9％)；
参照IM A的方法合成IM Y-6-X，不同之处在于，使用原料9代替IM A-6-1，使用原料10代替4-氨基联苯，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率如表7所示。
表7
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在N2下，向三口烧瓶中加入IM A-6-1(5.58g，9.95mmol)、4-溴联苯(2.32g，9.95mmol)、甲苯(55mL)，搅拌升温至回流，加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0.091g，0.995mmol)、2-双环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯(0.082g，0.199mmol)以及叔丁醇钠(1.43g，14.93mmol)，搅拌加热至108℃，反应2h，而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体化合物2(5.62g，收率78.2％)；
参照化合物2的方法合成化合物X，不同之处在于，使用原料11代替IM A-6-1，使用原料12代替4-溴联苯，其中，使用的主要原料、合成的中间体及其收率、质谱如表8所示。
表8
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化合物核磁数据如下表所示：
有机电致发光器件制备及评估：
实施例1：红色有机电致发光器件的制备
通过以下过程制备阳极：将厚度分别为的ITO/Ag/ITO基板(康宁制造)切割成40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(高)的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极、阳极以及绝缘层图案的实验基板，利用紫外臭氧以及O2∶N2等离子进行表面处理，以增加阳极(实验基板)的功函数的和清除浮渣。
在实验基板(阳极)上真空蒸镀F4-TCNQ以形成厚度为的空穴注入层(HIL)，并且在空穴注入层蒸镀HT-7，形成厚度为/>的第一空穴传输层。
在第一空穴传输层上真空蒸镀化合物1，形成厚度为的第二空穴传输层。
在第二空穴传输层上，将CBP∶Ir(piq)2(acac)以1∶0.03的膜厚比进行蒸镀，形成厚度为的有机发光层(红光发光层，R-EML)。/>
将ET-17和LiQ以1∶1的蒸镀比蒸镀在有机发光层上，形成厚度为的电子传输层(ETL)，将Yb蒸镀在电子传输层上以形成厚度为/>的电子注入层(EIL)，然后将镁(Mg)和银(Ag)以1∶9的蒸镀速率混合，真空蒸镀在电子注入层上，形成厚度为/>的阴极。
此外，在阴极上蒸镀厚度为的CP-5，形成有机覆盖层(CPL)。
实施例2-34
除了在形成第二空穴传输层时，以下表2中所示的化合物替代化合物1以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。
比较例1-2
除了在形成第二空穴传输层时，以下表1中所示化合物A、化合物B代替化合物1以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。
以上实施例和对比例使用的主要材料的结构如下表9所示：
表9
对如上制得的有机电致发光器件，在20mA/cm2的电流密度条件下分析器件性能，其结果如下表10所示。
表10有机电致发光器件的性能测试结果
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根据上表结果可知，与使用已知化合物A和B所对应的比较例1和2相比，使用本申请的化合物作为第二空穴传输层所制备的有机电致发光器件(实施例1～34)的发光效率(Cd/A)至少提高了15.8％，外量子效率(EQE％)至少提高了17％，器件寿命至少提高了16.7％。故该类型化合物用作第二空穴传输层，可显著提高器件效率和寿命。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (12)

1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有如化学式1表示的结构：
其中，X和Y相同或不同，且各自独立地选自S、O、N(R3)、C(R4R5)；
R3、R4、R5相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为6～20的芳基；
R1和R2相同或不同，且各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基；
n1表示R1的数量，n1选自0或1；
n2表示R2的数量，n2选自0或1；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自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、取代或未取代的芴基、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、取代或未取代的咔唑基；
Ar1和Ar2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、三氟甲基、苯基；任选地，Ar1中的任意两个相邻的取代基形成芴环；任选地，Ar2中的任意两个相邻的取代基形成芴环；
L、L1和L2相同或不同，且各自独立地选自单键、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、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基；
L、L1和L2中的取代基相同或不同，且各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar1和Ar2各自独立地选自以下基团所组成的组：
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，L选自单键或者以下基团所组成的组：
4.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，L1和L2各自独立地选自单键或者以下基团所组成的组：
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，R3、R4、R5各自独立地选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基。
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，R1和R2各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三甲基硅基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，所述有机化合物选自以下化合物所组成的组：
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8.一种电子元件，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；其中，所述功能层包含权利要求1～7中任一项所述的有机化合物。
9.根据权利要求8所述的电子元件，其中，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含所述有机化合物。
10.根据权利要求9所述的电子元件，其中，所述电子元件有机电致发光器件或光电转换器件。
11.根据权利要求9所述的电子元件，其中，所述电子元件为有机电致发光器件，所述空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层，所述第一空穴传输层相对所述第二空穴传输层更靠近所述阳极，其中，所述第二空穴传输层包含所述的有机化合物。
12.一种电子装置，包括权利要求8～11中任一项所述的电子元件。
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