CN114195768B - 一种有机化合物及有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机电致发光显示用材料技术领域，具体公开了一种有机化合物和一种有机电致发光器件。本发明提供的这种有机化合物，具有如通式(Ⅰ)所示的结构。本发明同时提供一种有机电致发光器件，所述发光层包括如式(Ⅰ)所示的有机化合物作为发光主体材料，本发明的有机电致发光器件表现出高纯度、高亮度、高效率的优越性能。

Description

一种有机化合物及有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光材料技术及显示技术领域，具体涉及一种有机化合物及有机电致发光器件。
背景技术
有机发光二极管(OLED)由于具有驱动电压低、能耗低、轻薄、可卷曲可折叠、成本低廉、材料多样且易于大面积制备等优势，是发展平板显示、固态照明等多个领域的核心部件，因而得到了学术界和商业界的广泛关注。为满足实际应用的要求，追求“高效率、低成本”的OLED材料及器件制备技术一直是科研工作者研究的焦点。众所周知，对于有机电致发光材料，无论是最初发现的有机荧光材料，还是应用最广泛的有机磷光材料或者是近年发展起来的热活化延迟荧光(TADF)材料，都存在发光聚集淬灭的现象。为了克服这一现象，将各类型有机电致发光材料掺杂到主体料中形成主客体混合的发光层是目前制备OLED的常规做法。因此，在制备OLED的过程中选择合适的主体材料十分重要。例如宽带隙的主体材料会引起磷光有机电致发光器件启亮电压的升高，相应可获取高效率。选择合适的主体材料，进而采用主客体掺杂方式来调节光色、亮度与效率，可达到改善有机电致发光显示器件性能的目的。
主体材料对OLED器件中电荷的注入/传输、激子的形成/复合、及能量传递等过程都具有重要的影响。因此，一般来说，主体材料必备的特性包括：(1)高于客体的三线态能级，以防止三线态能量从客体反传递至主体，并有效的将激子限制在发光层中；(2)较好的载流子传输能力，尽量保持空穴和电子的传输能力接近，有利于平衡发光层中的载流子，拓宽复合区域、提高复合几率，从而改善器件性能；(3)合适的HOMO/LUMO能级，与相邻载流子传输材料能级匹配，以降低载流子的注入和传输势垒，降低驱动电压；(4)良好的热稳定性和成膜性，以便通过真空蒸镀的方法得到均一、稳定、完整的薄膜，有利于提高器件的效率和稳定性。
目前OLED显示和照明得到了广泛的商业化应用，客户终端对OLED屏体光电要求也不断提升，为了应对这类需求，除了在OLED面板制造工艺上的精益求精，能够满足更高器件指标的OLED材料的开发就显得尤为重要。因此，开发稳定高效的主体材料，从而降低驱动电压，提高器件发光效率，将具有很重要的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较高的三线态能级、具有较好的载流子传输能力、合适的HOMO/LUMO能级以及具有较高的热稳定性和成膜稳定性的OLED主体材料，特别适宜应用于绿光OLED器件中，能够降低驱动电压，提高器件发光效率。
为了开发具有前述良好性能的有机化合物，我们经过系统的量化理论推算和大量深入的实验研究工作后，发现一类的可用于有机电致发光器件的有机化合物。该系列化合物具有良好的热稳定性，能够很好地应用于OLED器件中，可达到上述本发明的目的。
本发明提出了一种有机化合物，具体结构如通式(I)所示结构：
式(I)中：
R1、R2、R3分别代表单取代至最大允许取代数的取代基团，R1、R2、R3分别独立地选自氢、氘、卤素、氨基、氰基、C1～C20链状烷基、C3～C20环烷基、C3～C20烷氧基、C3～C20烷氨基、C6～C60芳胺基、C3～C60杂芳胺基、C6～C60芳基、C3～C60杂芳基中的一种或两种的组合；
X、Y分别独立地选自O、S或Se，X与Y相同或不同；
n为0或1。
进一步的，本发明的有机化合物，具有如通式(I-1)、式(I-2)或式(I-3)所示结构：
式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中，X、Y、R1、R2、R3、n的定义与在式(Ⅰ)中的定义相同。
优选的，上述式(I)、式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中，所述X、Y分别独立地选自O或S；
进一步优选的，所述X和Y均为S；或者所述X和Y均为O；或者所述X为O，Y为S；或者所述X为S，Y为O。
再进一步的，优选的，上述式(I)、式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中，所述R1、R2、R3分别独立地选氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种或两种的组合。
更进一步的，本发明的化合物优选为如下式(1)、式(2)中任一所示结构：
式(1)、式(2)中，所述R1、R2、R3的定义与在式(Ⅰ)中的定义相同；
优选的，所述R1、R2、R3均代表单个取代基团，所述R1、R2、R3分别独立地选氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种。
或者，发明的化合物优选为如下式(3)、(4)、式(5)或式(6)中任一所示结构：
式(3)、式(4)、式(5)、式(6)中，所述R1、R2、R3的定义与在式(Ⅰ)中的定义相同；
优选的，所述R1、R2、R3均代表单个取代基团，所述R1、R2、R3分别独立地选氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种。
更优选的，本发明化合物的上述通式中，所述R1、R2、R3分别独立地选自以下基团中的一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、环丙基、环丁基、苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹唑啉基、苯并吡嗪基、三氮唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、芴基。
需要说明的是，本说明书中，上述“取代或未取代”的基团，可以取代有一个取代基，也可以取代有多个取代基，当取代基为多个时，可以选自不同的取代基，本发明中涉及到相同的表达方式时，均具有同样的意义，且取代基的选择范围均如上所示不再一一赘述。
在本说明书中，Ca～Cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a～b，除非特殊说明，一般而言该碳原子数不包括取代基的碳原子数。本发明中，对于化学元素的表述，若无特别说明，通常包含化学性质相同的同位素的概念，例如“氢”的表述，也包括化学性质相同的“氘”、“氚”的概念，碳(C)则包括12C、13C等，不再赘述。
本说明书中的杂芳基，是指含有杂原子且具有吸电子性质的芳香族环状基团，所述的杂原子，通常指选自N、O、S、P、Si和Se，优选选自N、O、S。
本说明书中的C6～C60芳基、C3～C60杂芳基，若无特别说明，是满足π共轭体系的芳香基团，均包括单环和稠环的情况。所谓单环是指分子中含有至少一个苯基，当分子中含有至少两个苯基时，苯基之间相互独立，通过单键进行连接，示例性地如苯基、二联苯基、三联苯基等；稠环是指分子中含有至少两个苯环，但苯环之间并不相互独立，而是共用环边彼此稠合起来，示例性地如萘基、蒽基、菲基等；单环杂芳基是指分子中含有至少一个杂芳基，当分子中含有一个杂芳基和其他基团(如芳基、杂芳基、烷基等)时，杂芳基和其他基团之间相互独立，通过单键进行连接，示例性地如吡啶、呋喃、噻吩等；稠环杂芳基是指由至少一个苯基和至少一个杂芳基稠合而成，或，由至少两种杂芳基稠合而成，示例性地如喹啉、异喹啉、苯并呋喃，二苯并呋喃，苯并噻吩，二苯并噻吩等
在本说明书中，取代或未取代的C6～C60芳基优选为C6～C30芳基，示例性的优选为由苯基、萘基、蒽基、苯并蒽基、菲基、苯并菲基、芘基、窟基、茈基、荧蒽基、并四苯基、并五苯基、苯并芘基、联苯基、偶苯基、三联苯基、三聚苯基、四联苯基、芴基、螺二芴基、二氢菲基、二氢芘基、四氢芘基、顺式或反式茚并芴基、三聚茚基、异三聚茚基、螺三聚茚基、螺异三聚茚基所组成的群组中的芳基。本发明的C6～C60芳基还可以是上述基团以单键连接或/和稠合所组合而成的基团。
在本说明书中，取代或未取代的C3～C60杂芳基优选为C3～C30杂芳基，可以为含氮杂芳基、含氧杂芳基、含硫杂芳基等。作为本发明中的杂环的优选例子，例如为呋喃基、噻吩基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基及其衍生物，其中，所述咔唑基衍生物优选为9-苯基咔唑、9-萘基咔唑苯并咔唑、二苯并咔唑或吲哚并咔唑。本发明的C3～C60杂芳基还可以是上述基团以单键连接或/和稠合所组合而成的基团。
在本说明书中，链状烷基包括直链烷基和支链烷基的概念，可举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、新戊基、正己基、环己基、金刚烷基、新己基、正庚基、环庚基、正辛基、2-乙基己基、五氟乙基、2，2，2-三氟乙基等。
在本说明书中，环烷基包括单环烷基和多环烷基，可举出：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。
在本说明书中，作为卤素的例子可举出：氟、氯、溴、碘等。
在本说明书中，C6～C60芳基氨基、C3～C60杂芳基氨基，是指氨基-NH2中的一个H或者两个H被上述举例的C6～C60芳基或者C3～C60杂芳基取代所得到的基团。
更进一步优选地，上述所述化合物，优选为下列具体的化合物，但本发明不限于下列所示的具体化合物：
专利文献US2019363261A1和WO2021085969A1中报道的含苯并呋喃和和三嗪的主体材料，所述母核和取代基团中均不含烷基(链状或环烷基)、卤素原子和氰基且不含吡啶环。
本发明的这类有机化合物，在分子结构中设计加入吸电子基团吡啶环以及特定的取代基团，特别优选的取代基团为烷基(链状或环烷基)、氟原子、三氟甲基和氰基等。烷基的引入可增大化合物分子量，提高化合物热稳定性。本发明化合物分子的母核中，呋喃基团和噻吩基团为给电子基团，引入的氟原子、三氟甲基、氰基为吸电子基团，使得本发明化合物具有双极性特性，另外同时引入吸电子基团吡啶环，增大化合物的双极性特性，提高了空穴和电子的传输速率，提高器件效率，同时延长使用寿命。
本发明进一步提供了上述通式(I)所示的本发明有机化合物的应用。具体讲，所述应用为在有机电子器件中作为功能材料，所述有机电子器件包括有机电致发光器件、光学传感器、太阳能电池、照明元件、有机薄膜晶体管、有机场效应晶体管、有机薄膜太阳能电池、信息标签、电子人工皮肤片材、片材型扫描器或电子纸。
作为本发明的另一种技术方案，本发明提供了一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、若干个发光单元层和阴极层，其特征在于，所述发光单元层中包括如通式(Ⅰ)所示结构的有机化合物：
式(I)中：n为0或1；R1、R2、R3分别代表单取代至最大允许取代数的取代基团，R1、R2、R3分别独立地选自氢、氘、卤素、氨基、氰基、C1～C20链状烷基、C3～C20环烷基、C3～C20烷氧基、C3～C20烷氨基、C6～C60芳胺基、C3～C60杂芳胺基、C6～C60芳基、C3～C60杂芳基中的一种或两种的组合；
X、Y分别独立地选自O、S或Se，X与Y相同或不同。
优选地，所述的发光单元层包括电子阻挡层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层中的至少一个，所述的发光层中含有通式(I)所示的本发明有机化合物。
优选的，所述发光单层中包括的如式(I)所示结构的有机化合物在有机电致发光器件中用作发光层(EML)中的主体材料，优选可以用作发光层中的绿光主体材料。所述EML层的厚度可以为10～50nm，优选为20～40nm。
本发明提供的如式(I)所示结构的这类有机化合物，具有良好的热稳定性，同时具有合适的HOMO和LUMO能级和Eg。由本发明的这种特定分子结构设计，可以获得一类具有较高的三线态能级、较好的载流子迁移率的化合物，这类化合物具有较高的热稳定性和成膜稳定性，当作为有机电致发光材料应用到OLED器件中后，特别是作为绿光主体材料使用时，可以有效提高OLED器件的光电性能。采用本发明化合物制备得到的OLED器件可以应用于显示或者照明领域。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，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。
根据本发明提供的化合物合成方法和有机电致发光器件的制备方法，本领域技术人员可采用已知的常见手段来实现，本发明对此不作特别限定。如无特别说明，制备过程中使用的溶剂、催化剂、碱等原料均可以通过公开商业途径或者本领域已知的方法合成得到。
下面对本发明的化合物的合成方法进行简要说明。本发明通式(Ⅰ)所示的化合物可以通过公知的有机合成方法进行合成。以下给出了示例性的合成路线。本领域人员也可以通过其它公知的其他方法获得，如进一步选择合适的催化剂、溶剂，确定适宜的反应温度、时间、物料比等。
以下为本发明化合物中代表性化合物的具体合成实施例：
合成实施例1化合物I-1的合成
合成路线如下：
具体实验步骤为：
(1)氮气保护下，向1L三口瓶中加入氢化钠4.4g(60％，0.11mol)，60mL DMF开搅拌。降温至-65～-75℃，后将咔唑(0.1mol，16.72g)溶于300mL DMF中并滴入反应瓶中，30min滴加完毕，后自然升温至室温(20～25℃)反应1小时。再次反应体系降温到-65～-75℃，将2,4-二氯-6-苯基-1,3,5-三嗪(0.11mol，24.86g)溶于300mLDMF中并滴加到反应瓶中，滴毕后自然升温至室温反应2小时，反应结束。后处理向反应瓶中加入100mL水淬灭，搅拌10min抽滤，滤饼用乙醇回流打浆1次，后甲苯过柱，甲苯和庚烷结晶1次得白色固体M1，共21.8g，收率62.5％。
(2)氮气保护下，向2L三口瓶中加入化合物M1(0.1mol，35.6g)，甲苯400ml，开启搅拌，再加入(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸(0.1mol，30.3g)，碳酸钾(20.7g,0.15mol)、乙醇150mL、水200mL，氮气置换保护后加入Pd(PPh3)4(11.5g，10mmol)，加热至回流反应(体系内温度70～80℃)3小时，停止反应。减蒸掉溶剂，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，石油醚/乙酸乙酯(3:1)柱层析，旋干溶剂，乙酸乙酯打浆，过滤得淡黄色固体I-1，共44.2g，收率76.3％。
元素分析(C39H25N5O)：理论值C：80.81％，H：4.35％，N：12.08％；实测值C：80.88％，H：4.31％，N：12.04％。
合成实施例2化合物I-7的合成
合成路线如下：
用(7-异丙基-9-(吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到47.8g产物I-7，收率78.7％。
产物元素分析(C41H29N5O)：理论值C：81.03％，H：4.83％，N：11.52％；实测值C：81.07％，H：4.89％，N：11.42％。
合成实施例3化合物I-18的合成
合成路线如下：
用(7-氟-8-(吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到40.4g产物I-18，收率69.2％。
产物元素分析(C38H22FN5O)：理论值C：78.20％，H：3.80％，N：12.00％；实测值C：78.24％，H：3.75％，N：12.03％。
合成实施例4化合物I-28的合成
合成路线如下：
用3-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-基)苯甲腈替代2,4-二氯-6-苯基-1,3,5-三嗪，(7-(吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到35.6g产物I-28，收率60.3％。
产物元素分析(C39H22N6O)：理论值C：79.31％，H：3.75％，N：14.23％；实测值C：79.36％，H：3.69％，N：14.21％。
合成实施例5化合物I-31的合成
合成路线如下：
用(7-环丙基-9-(吡啶-2-基)二苯并[b，d]噻吩-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到40.8g产物I-31，收率66.0％。
产物元素分析(C41H27N5S)：理论值C：79.20％，H：4.38％，N：11.26％；实测值C：79.26％，H：4.35％，N：11.21％。
合成实施例6化合物I-34的合成
合成路线如下：
用(8-(4-(三氟甲基)吡啶-2-基)二苯并[b，d]噻吩-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到44.3g产物I-34，收率68.3％。
产物元素分析(C39H22N5F3S)：理论值C：72.10％，H：3.41％，N：8.77％；实测值C：72.15％，H：3.48％，N：8.69％。
合成实施例7化合物I-42的合成
合成路线如下：
用7H苯并呋喃[2,3-b]咔唑替代咔唑，(9-(5-异丙基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到43.7g产物I-42，收率62.7％。
产物元素分析(C47H31N5O2)：理论值C：80.90％，H：4.48％，N：10.04％；实测值C：80.93％，H：4.41％，N：10.09％。
合成实施例8化合物I-50的合成
合成路线如下：
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用7H苯并呋喃[2,3-b]咔唑替代咔唑，(9-(吡啶-2-基)-7-(三氟甲基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到49.6g产物I-50，收率68.6％。
产物元素分析(C45H24F3N5O2)：理论值C：74.68％，H：3.34％，N：9.68％；实测值C：74.65％，H：3.38％，N：9.57％。
合成实施例9化合物I-53的合成
合成路线如下：
用7H苯并呋喃[2,3-b]咔唑替代咔唑，(8-(5-氰基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到42.9g产物I-53，收率63.1％。
产物元素分析(C45H24N6O2)：理论值C：79.40％，H：3.55％，N：12.35％；实测值C：79.43％，H：3.51％，N：12.32％。
合成实施例10化合物I-59的合成
合成路线如下：
用2,4-二氯-6-(3-异丙基苯基)-1,3,5-三嗪替代2,4-二氯-6-苯基-1,3,5-三嗪，7H苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]咔唑替代咔唑，(7-(吡啶-2-基)二苯并[b，d]噻吩-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到46.4g产物I-59，收率63.6％。
产物元素分析(C47H31N5S2)：理论值C：77.34％，H：4.28％，N：9.59％；实测值C：77.38％，H：4.21％，N：9.63％。
合成实施例11化合物I-61的合成
合成路线如下：
用7H苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]咔唑替代咔唑，(7-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到46.7g产物I-61，收率68.2％。
产物元素分析(C45H27N5OS)：理论值C：78.81％，H：3.97％，N：10.21％；实测值C：78.86％，H：3.92％，N：10.17％。
合成实施例12化合物I-67的合成
合成路线如下：
用7H苯并呋喃[2,3-b]咔唑替代咔唑，(9-(4-氟吡啶-2-基)二苯并[b，d]噻吩-3-基)硼酸替代(9-(6-甲基吡啶-2-基)二苯并[b，d]呋喃-3-基)硼酸，选择合适的物料比，其他原料和步骤均和实施例1相同，得到42.9g产物I-63，收率63.2％。
产物元素分析(C44H24FN5OS)：理论值C：76.62％，H：3.51％，N：10.15％；实测值C：76.67％，H：3.48％，N：10.17％。
依据上述合成实施例1～合成实施例12的合成方法，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，即可以完成合成本发明代表性优选化合物I-1～I-68中的其他化合物。
本发明的有机电致发光器件，结构与现有技术中的有机电致发光器件一致，包括阳极层、多个发光功能层和阴极层；所述多个发光功能层至少包括发光层，所述的发光功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子阻挡层、电子传输层中的至少一个，其中发光层中含有本发明的上述本发明的这类有机化合物。
在具体制备有机电致发光器件的实施例中，在阳极下方或者阴极上方可以使用基板。基板均为具有机械强度、热稳定性、防水性、透明度优异的玻璃或聚合物材料。此外，作为显示器用的基板上也可以带有薄膜晶体管(TFT)。
阳极可以通过在基板上溅射或者沉积用作阳极的材料的方式来形成。可以采用铟锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物透明导电材料和它们的任意组合。阴极的材料可以采用镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镱(Yb)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等金属或合金以及它们之间的任意组合。
多个发光功能层可以通过真空热蒸镀、旋转涂敷、打印等方法形成于电极之上。用作有机材料层的化合物可以为有机小分子、有机大分子和聚合物，以及它们的组合。
以下为本发明制备的采用了本发明代表性化合物的有机电致发光器件的实施例：
器件实施例1：
本实施例提供了一种OLED绿光器件，器件的结构为：
ITO/HATCN(1nm)/HT01(10nm)/NPB(30nm)/EML(30nm)/Bphen(30nm)/LiF(1nm)/Al
其中：1nm、10nm、30nm等均表示功能层的厚度；EML层中的发光主体材料采用了上述合成实施例1中制备得到的本发明的化合物Ⅰ-1。
本实施例中的OLED绿光器件的具体制备过程如下：
(1)将表面涂覆了ITO透明导电薄膜的玻璃基板在清洗液中超声清洗处理，在去离子水中超声处理，在丙酮∶乙醇混合溶剂(体积比1∶1)中超声除油，在洁净环境下烘烤至完全除去水分，用紫外灯进行刻蚀和臭氧处理，并用低能阳离子束轰击表面；
(2)把上述带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10-5～9×10-3Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀HATCN作为第一空穴注入层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀总膜厚为1nm；接着蒸镀第二空穴注入层HT01，蒸镀速率为0.1nm/s，厚度为10nm；在上述空穴注入层膜上蒸镀一层NPB作为空穴传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为30nm；其中HATCN、HT01、NPB的结构式如下：
(3)在空穴传输层之上真空蒸镀EML作为器件的发光层，EML中采用本发明的化合物Ⅰ-1作为绿光主体材料，发光染料采用化合物Ir(ppy)3，利用多源共蒸的方法，将作为发光层的主体材料放置在真空气相沉积设备的小室中，将作为掺杂剂的Ir(ppy)3放置在真空气相沉积设备的另一室中，调节主体材料蒸镀速率为0.1nm/s，Ir(ppy)3的浓度为5％，蒸镀总膜厚为30nm，形成器件的有机电致发光层，其中Ir(ppy)3的结构式如下：
(4)在有机发光层上继续真空蒸镀一层BPhen作为器件的电子传输层，蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为30nm；其中BPhen的结构式如下：
(5)在电子传输层之上依次真空蒸镀厚度为1nm的LiF作为器件的电子注入层、膜厚度为150nm的Al层作为器件的阴极。
依据上述步骤制备得到了编号为OLED-1的有机电致发光器件。
器件实施例2至器件实施例12：
具体的制备方法与上述的器件实施例1的制备方法相同，仅将步骤(3)中的发光层中的发光主体材料分别替换为本发明的其它代表性化合物，具体详见下表1，由此分别制备得到采用本发明这类化合物的编号为OLED-1-OLED-12的有机电致发光器件。
器件对比例1：
按照与上述器件实施例1相同的制备步骤，仅将步骤(3)中的发光层主体材料替换为现有技术中的化合物GH-1和GH-2，得到对比例器件OLED-13和器件OLED-14，GH-1和GH-2的制备方法可分别参考专利文献US2019363261A1和WO2021085969A1，此处不再赘述。GH-1和GH-2结构式如下所示：
本发明的上述实施例1～12以及对比例中制备得到的有机电致发光器件的性能测试数据详见下表1。
表1：
从上表1中的结果可见，对比现有技术中的化合物GH-1和化合物GH-2，采用本发明提供的有机化合物作为绿光主体材料，其器件性能均要好于这两个对比化合物器件性能，本发明的有机化合物相应的器件的发光效率在得到提升的同时，寿命也得到了显著地延长。对于本发明的有机化合物，不同分子结构的具体化合物，其器件光电性能和寿命也有所不同，器件编号OLED-1～OLED-4，其性能和寿命最好，在电流密度相同的条件下，工作电压最低，电流效率最高，寿命最长。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各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之内。

Claims (13)

1.一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、若干个发光单元层和阴极层，其特征在于，所述发光单元层中包括如通式(Ⅰ)所示结构的有机化合物：
式(I)中：n为0或1；
R1、R2、R3分别代表单取代至最大允许取代数的取代基团，R1、R2、R3分别独立地选自氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种或两种的组合；
所述X和Y均为S；或者，所述X和Y均为O；或者，所述X为O，Y为S；或者，所述X为S，Y为O；
且式(Ⅰ)不包括下述化合物：
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机化合物具有如通式(I-1)、式(I-2)或式(I-3)所示结构：
式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中，X、Y、R1、R2、R3、n的定义与在式(Ⅰ)中的定义相同。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光单元层中包括的如式(I)所示结构的有机化合物作为发光层的主体材料，所述发光单元层的厚度为10～50nm。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光单元层的厚度为20～40nm。
5.一种有机化合物，具有如通式(Ⅰ)所示结构的有机化合物：
式(I)中：n为0或1；
R1、R2、R3分别代表单取代至最大允许取代数的取代基团，R1、R2、R3分别独立地选自氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种或两种的组合；
所述X和Y均为S；或者，所述X和Y均为O；或者，所述X为O，Y为S；或者，所述X为S，Y为O；
且式(Ⅰ)不包括下述化合物：
6.根据权利要求5所述的有机化合物，其特征在于，具有如通式(I-1)、式(I-2)或式(I-3)所示结构：
式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中，X、Y、R1、R2、R3、n的定义与在式(Ⅰ)中的定义相同。
7.根据权利要求5所述的有机化合物，其特征在于，具有如下式(1)、式(2)中任一所示结构：
式(1)、式(2)中，所述R1、R2、R3均代表单个取代基团，所述R1、R2、R3分别独立地选氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种。
8.根据权利要求7所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3分别独立地选自以下基团中的一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、环丙基、环丁基、苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹唑啉基、苯并吡嗪基、三氮唑基、噁二唑基、苯并咪唑基或芴基。
9.根据权利要求5所述的有机化合物，其特征在于，具有如下式(3)、(4)、式(5)或式(6)中任一所示结构：
式(3)、式(4)、式(5)、式(6)中，所述R1、R2、R3均代表单个取代基团，所述R1、R2、R3分别独立地选氢、卤素、氨基、氰基、C1～C10链状烷基、C3～C10环烷基、C3～C10烷氨基中的一种。
10.根据权利要求9所述的有机化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3分别独立地选自以下基团中的一种：甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、环丙基、环丁基、苯基、联苯基、萘基、吡啶基、喹唑啉基、苯并吡嗪基、三氮唑基、噁二唑基、苯并咪唑基或芴基。
11.根据权利要求5所述的有机化合物，其特征在于，具有下述所示的结构：
12.权利要求5所述的有机化合物在有机电致发光器件中作为发光功能材料的应用。
13.权利要求5所述的有机化合物在有机电致发光器件中用作发光层中的发光主体材料的应用。
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112094261A (zh) * 2020-09-02 2020-12-18 南京高光半导体材料有限公司 一种化合物、组合物及有机电致发光器件
CN114163424A (zh) * 2020-09-11 2022-03-11 北京夏禾科技有限公司 有机电致发光材料及其器件

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