CN114736227A - 有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置 Download PDF

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CN114736227A CN202210446945.0A CN202210446945A CN114736227A CN 114736227 A CN114736227 A CN 114736227A CN 202210446945 A CN202210446945 A CN 202210446945A CN 114736227 A CN114736227 A CN 114736227A
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Abstract

本申请公开了一种有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置。本申请中的所述有机化合物具有如下式Ⅰ所示的结构，其中，在环状母体中吸电子基B原子和供电子基N原子的协同作用下，使得有机化合物具有较低的单三重态的能级差，进而可同时利用单重态激子和三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。同时，通过改变有机化合物中的取代基，可实现对发光峰位置的调控。此外，本申请的有机化合物用作红光掺杂材料时可有效降低有机发光器件的驱动电压，提高电流效率并延长使用寿命。
Figure DDA0003617302190000011

Description

有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置
技术领域
本发明属于有机发光材料技术领域，具体涉及一种有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置。
背景技术
有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)是利用发光层产生电激发光的自发光装置。OLED技术突飞猛进的背后，有机发光材料起着至关重要的作用。目前，有机发光材料根据发光机理可以分为三类：传统荧光材料、磷光材料和热激活延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料。其中，传统的荧光材料在电致激发的条件下，受到自旋量子统计规律的限制，其最高外量子效率(External QuantumEfficiency，EQE)仅为5％，尽管荧光材料OLED器件具有较高的可靠性和稳定性，但较低的外量子效率仍然限制了其应用。而磷光材料通常包含稀有贵金属，导致价格昂贵，并且器件稳定性能差、器件效率下降严重等问题都在很大程度上进一步限制了其大规模商用和普及。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种有机化合物、其制备方法、显示面板及显示装置，旨在解决显示面板中有机发光器件不能同时兼具高发光效率、强稳定性能、长使用寿命以及低成本的问题。
本申请的第一方面提供一种有机化合物，其具有如式Ⅰ所示的结构式：
Figure BDA0003617302170000021
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示：氢，氘，卤素，取代或未取代的C1-20烷基，取代或未取代的C3-20环烷基，取代或未取代的C1-20杂烷基，取代或未取代的C6-30芳基，取代或未取代的5-30元杂芳基，取代或未取代的C3-20硅烷基，取代或未取代的芳基C3-20硅烷基，氨基或经取代的C1-20氨基，酰基，羧酸基，酯基，氰基，硫烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦基和氧膦基中的一种或多种；可选地，任意两个相邻的R5可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环，任意两个相邻的R6可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环；
a、b、c、d、e和f独立的表示C或N，a、b和c中至多两个为N，d、e和f中至多两个为N，m为1、2、3或4，n为1、2、3或4。
本申请的第二方面提供一种有机化合物的制备方法，该方法包括：
使
Figure BDA0003617302170000022
在催化剂的作用下反应生成中间体，其中，X1和X2为不同种类的卤素，Y1和Y2为不同种类的卤素，
Figure BDA0003617302170000023
为相同或不同的化合物；
使所述中间体和溴化硼反应得到所述式Ⅰ的有机化合物。
本申请的第三方面提供一种有机发光显示面板，包括有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的多层有机膜层，所述多层有机膜层包括发光层和功能层，所述发光层中含有至少一种如权利要求1-12任一项所述的有机化合物。
本申请的第四方面提供一种有机发光显示装置，其包括如本发明第三方面所述的显示面板。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
(1)本申请的有机化合物中含多元化稠杂环的母体以及连接在母体上的取代基，其中，在环状母体中吸电子基B原子和供电子基N原子的协同作用下，使得式Ⅰ所示的有机化合物具有合适的HOMO能级和LUMO能级，且单三重态的能级差(ΔEst)较低，利于三重态激子(T1)通过反向系间窜跃回到单重态(S1)，再通过辐射跃迁至基态而发光，从而能同时利用单重态激子及三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。同时，通过改变有机化合物中的取代基种类，可实现对发光峰位置的调控。此外，本申请的有机化合物具备较大的共轭平面，原子间的键能较高，表现出良好的热力学稳定性，用作红光掺杂材料时可有效降低显示装置的驱动电压，并提高材料的使用寿命。
(2)本申请提供的有机化合物的制备方法简单易行，对设备要求低，能很好兼容现有工艺，极具大规模应用潜力。
(3)本申请的显示面板和显示装置包含所述有机化合物，因而可具有较低的驱动电压、较高的电流效率和较长的使用寿命，因未使用昂贵的贵金属等物质，同时还具有低成本等优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种OLED有机发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”、“一个或多个”中“多种”、“多个”的含义是两种(个)以上。
术语“包括”及其变型在说明书和权利要求书中出现这些术语时不具有限制意义。
术语“一种”、“该”均是指该化合物的一个或多个分子，而不是限于该化合物的单个分子。此外，一个或多个分子可以相同或可以不相同，只要它们属于该化学化合物的范畴即可。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明的实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方式的叙述并不意味着其他实施方式不可用，并且不意欲将其他实施方式排除在本公开的范围之外。
本文公开的替换性要素或实施方式的分组不应被理解为限制。每个组成员可被单独采用和被单独要求保护，或者与该组其它成员或在本文中找到的其它要素以任何组合被采用和要求保护。可以预见到，为了方便和/或可专利性的理由，组中的一个或多个成员可被包含进组中或从中删除。当任何此类包含或删除发生时，说明书在此被看作为含有经过改动的组，因此满足对所附权利要求书中所用的全部马库什组的书面描述。
除另有说明外，当化合物或化学结构特征(例如烷基、芳基等)被称为是“取代的”时，该特征可具有一个或多个取代基。术语“取代基”具有本领域普通技术人员所知晓的最广泛的含义，并且包括这样的片段(moiety)：其占据了正常由与母化合物或化学结构特征相连的一个或多个氢原子占据的位置。一些取代基包括D、F、Cl、Br、I、取代或未取代的C6-30芳基、取代或未取代的5-30元杂芳基等。
术语“氢”是指1H(H)，“氘”是指2H(D)。
术语“卤代”或“卤素”是指氟、氯、溴和碘，如氟。
术语“烷基”不仅包括直链或支链饱和烃基，例如甲基、乙基、丙基(如正丙基、异丙基)、丁基(如正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基)、戊基(如正戊基、异戊基、新戊基)等同系物基团，而且当使用“经取代的烷基”时，包括带有本领域已知的其它取代基的烷基，所述其它取代基例如为羟基、烷基磺酰基、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羧基等。因此，“经取代的烷基”包括卤代烷基、硝基烷基、羧基烷基、羟烷基、磺基烷基等。在各种实施方式中，C1-20烷基即含有1-20个碳原子的烷基。
术语“环烷基”是指非芳香族的碳环基，包括环化的烷基、烯基和炔基。环烷基可以是单环(如环己基)或多环(如稠环、桥接环和/或螺环)。环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环戊烯基、环己烯基。
术语“芳基”是指闭合的芳族环或环体系。在各种实施方式中，C6-30芳基即含有6-30个成环碳原子的芳基。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、芴基、茚基、蒽基、菲基、芘基、螺二芴基等。
术语“杂芳基”是指环中的一个或多个原子是除碳以外的元素(如N、O、S等)的芳香。在各种实施方式中，5-30元杂芳基即含有5-30个环原子(包括碳原子和杂原子)的芳族环或环体系。在一些实施方式中，5～30元杂芳基可包含1-10、可选1-6个环杂原子(如N、O、S等)。杂芳基的实例包括但不限于吡咯基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三唑基(如1,2,3-三唑基、1,3,4-三唑基、1,2,5-三唑基)、四唑基、三嗪基(如1,3,5-三嗪基)、四嗪基、吡唑基、咪唑基、异噻唑基、噻唑基、噻二唑基(如1,2,3-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基)、异噁唑基、噁唑基、噁二唑基(如1,2,3-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基)、吲哚基、异吲哚基、咔唑基、邻菲罗啉基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹噁啉基、喹唑啉基、吖啶基、苯并三唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、苯并噁二唑基、苯并噁唑基、噌啉基、1H-吲唑基、2H-吲唑基、吲嗪基、萘啶基(如1,8-萘啶基、1,5-萘啶基)、酞嗪基、喋啶基、嘌呤基、噁唑并吡啶基、噻唑并吡啶基、咪唑并吡啶基、呋喃并吡啶基、噻吩并吡啶基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡啶并哒嗪基、噻吩并噻唑基、噻吩并噁唑基、噻吩并咪唑基等。
术语“硅烷基”是指可包含烷基取代基的硅烷基。“C3-20硅烷基”是指包含总共3-20个碳原子的一个或多个烷基的硅烷基，其实例包括但不限于三甲基甲硅烷基。在各种实施方式中，硅烷基可为取代或未取代的C3-20硅烷基。
术语“芳基硅烷基”是指至少一个氢原子被芳基取代的硅烷基。在各种实施方式中，芳基硅烷基可为取代或未取代的芳基C3-20硅烷基，即包含芳基以及总共含有3-20个碳原子的一个或多个烷基的硅烷基。
术语“经取代的C1-20氨基”是指氨基的氢原子被C1-20烷基取代后的基团。经取代的C1-20氨基的实施例包括，但不限于甲基氨基、乙基氨基、及其它同系物氨基。
术语“羧酸基”是指化学式为-COOH的基团。
术语“酰基”是指通式为R-C(O)-(R一般为烃基、氢或卤素)的基团。在本申请中，酰基的示例包括C1-20酰基，即R为氢或C1-19烷基，包括但不限于乙酰基和丙酰基(如正丙酰基、异丙酰基)及其它同系物酰基。
术语“酯基”是由羧酸衍生的酯官能团，通式为-COOR(R一般为烃基)。在本申请中，酯基的示例包括C2-20酯基，即R为C1-19烃基。
术语“氰基”是指化学式为-CN的基团。
术语“硫烷基”是指-S-烷基。烷硫基的实例包括但不限于甲硫基、乙硫基、丙硫基(如正丙硫基、异丙硫基)、丁硫基(如正丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基)及其它同系物烷硫基。
术语“亚磺酰基”是指含有结构式为-S＝O-的官能团的取代基。亚磺酰基的实例包括但不限于甲亚磺酰基、乙亚磺酰基、丙亚磺酰基及其它同系物磺酰基。
术语“磺酰基”是指含有结构式为-S(＝O)2-的官能团的取代基。磺酰基的实例包括但不限于甲磺酰基、乙磺酰基、丙磺酰基及其它同系物磺酰基。
术语“膦基”是指含-P-的官能团的取代基，例如，二苯基膦基。
术语“氧膦基”是指含-P＝O的官能团的取代基，氧膦基包括但不限于二氨基氧膦基，三甲基氧膦基、二苯基氧膦基。
在本说明书的各处，化合物的取代基以组或范围公开。明确地预期这种描述包括这些组和范围的成员的每一个单独的子组合。举例来说，明确地预期术语“C1-C6烷基”单独地公开C1、C2、C3、C4、C5、C6、C1-C6、C1-C5、C1-C4、C1-C3、C1-C2、C2-C6、C2-C5、C2-C4、C2-C3、C3-C6、C3-C5、C3-C4、C4-C6、C4-C5和C5-C6烷基。作为其它实例，明确地预期范围为5-30的整数单独地公开5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29和30；明确地预期范围为1-20的整数单独地公开1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20。据此，可明确地预期其它组或范围。
在本文中，单键穿过单环或多个环系统的表示方法是指单键可以连接在该单环或多个环系统的任意可接入位置。
有机化合物
本申请第一方面实施例提供了一种有机化合物，其具有如式Ⅰ所示的结构式：
Figure BDA0003617302170000071
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示：氢，氘，卤素，取代或未取代的C1-20烷基，取代或未取代的C3-20环烷基，取代或未取代的C1-20杂烷基，取代或未取代的C6-30芳基，取代或未取代的5-30元杂芳基，取代或未取代的C3-20硅烷基，取代或未取代的芳基C3-20硅烷基，氨基或经取代的C1-20氨基，酰基，羧酸基，酯基，氰基，硫烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦基和氧膦基中的一种或多种；可选地，任意两个相邻的R5可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环，任意两个相邻的R6可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环；
a、b、c、d、e和f独立的表示C或N，a、b和c中至多两个为N，d、e和f中至多两个为N，m为1、2、3或4，n为1、2、3或4。
本申请的有机化合物中含多元化稠杂环的母体以及连接在母体上的取代基，其中，在环状母体中吸电子基B原子和供电子基N原子的协同作用下，使得式Ⅰ所示的有机化合物具有合适的HOMO能级和LUMO能级，且单三重态的能级差(ΔEst)较低，利于三重态激子(T1)通过反向系间窜跃回到单重态(S1)，再通过辐射跃迁至基态而发光，从而能同时利用单重态激子及三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。同时，通过改变有机化合物中的取代基种类，可实现对发光峰位置的调控。此外，本申请的有机化合物具备较大的共轭平面，原子间的键能较高，表现出良好的热力学稳定性，用作红光掺杂材料时可有效降低显示装置的驱动电压，并提高材料的使用寿命。
在一些实施例中，m可以是1。
在一些实施例中，m可以是2、3或4，若两个或多个R5处于相邻C上时，任意两个相邻C上的R5可稠合为四元环、五元环、六元环或七元环。
在一些实施例中，n可以是1。
在一些实施例中，n可以是2、3或4，若两个或多个R6处于相邻C上时，任意两个相邻C上的R6可稠合为四元环、五元环、六元环或七元环。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中的a和d可以为相同的原子，b和e可以为相同的原子，c和f可以为相同的原子。
根据本申请的实施例，当a和d为相同的原子，b和e为相同的原子，c和f为相同的原子时，有机化合物的环状母体结构具有对称性，含对称结构环状母体的有机化合物稳定性较强，用作红光掺杂材料时利于延长发光器件的使用寿命，且对合成条件要求低，合成方法简单。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b、c、d、e和f均为C，如下面式Ⅰ-1所示的有机化合物。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的一个为N，且d、e和f中的一个为N。例如，式Ⅰ-2至式Ⅰ-4所示的有机化合物，但并不限于此。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的两个为N。例如，式Ⅰ-5至式Ⅰ-7所示的有机化合物，但并不限于此。
根据本申请的实施例，结构式Ⅰ-1至式Ⅰ-7所示有机化合物的环状母体结构具有对称性。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的一个为N，且d、e和f中的一个为N，其中，a、e为N，或a、f为N，或b、f为N。例如，式Ⅰ-20至式Ⅰ-22所示的有机化合物。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的两个为N，其中，a、b、d和f为N，或a、b、e和f为N，或a、c、e和f为N。例如，式Ⅰ-23至式Ⅰ-25所示的有机化合物。
根据本申请的实施例，上述结构中的a、b、c中N的个数和d、e、f中N的个数相同，但a、b、c中的N与d、e、f中的N处于不对称的位置，因此，式Ⅰ-20至式Ⅰ-25所示的有机化合物的环状母体结构为非对称结构，具有该非对称结构的有机化合物，单三重态的能级差(ΔEst)较低，利于实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的一个为N，且d、e和f均为C。例如，式Ⅰ-8至式Ⅰ-10所示的有机化合物。
在一些实施例中，有机化合物的结构式Ⅰ中，a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的一个为N。例如，式Ⅰ-11至式Ⅰ-19所示的有机化合物。
根据本申请的实施例，上述结构中的a、b、c中N的个数和d、e、f中N的个数不同，因此，所得有机化合物的环状母体结构为非对称结构。
Figure BDA0003617302170000101
Figure BDA0003617302170000111
在一些实施例中，R1、R2、R3和R4选自氢，氘，取代或未取代的C1-20烷基中的至少一种。
在一些实施例中，R1、R2、R3和R4选自氢，氘，取代或未取代的C1-4烷基中的至少一种。例如，R1和R4表示相同的取代基，R1和R4均为氢、甲基或丁基等取代基；R2和R3表示相同的取代基，R2和R3均为氢、甲基或丁基等取代基。
在一些实施例中，R5和R6选自氢，氘，取代或未取代的C1-20烷基，取代或未取代的C6-30芳基，取代或未取代的5-30元杂芳基中的至少一种。
在一些实施例中，R5和R6选自氢，氘，取代或未取代的C1-4烷基，取代或未取代的C6-10芳基，取代或未取代的6-10元杂芳基中的至少一种。例如，R5和R6表示相同的取代基，R5和R6均表示氢、甲基、芳基或杂芳基等。
在一些实施例中，m为1、2、3或4，n为1、2、3或4。例如，m和n相同，m和n均表示1或2。
在一些实施例中，有机化合物的结构式如下1至42所示：
Figure BDA0003617302170000121
Figure BDA0003617302170000131
Figure BDA0003617302170000141
根据本申请的实施例，上述有机化合物在B、N、共轭结构以及取代基的共同作用下，单三重态的能级差(ΔEst)较低，可同时利用单重态激子及三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率，并实现对发光峰位置的调控，使发光峰位置红移。
根据本申请的实施例，通过调控有机化合物的结构，使环状母体和取代基充分发挥协同作用，不仅能够改善发光效率，而且为降低发光器件的驱动电压和延长使用寿命奠定了良好的基础。
有机化合物的制备方法
本申请另一方面还提出了一种有机化合物的制备方法，包括：
使
Figure BDA0003617302170000142
在催化剂的作用下反应生成中间体，其中，X1和X2为不同种类的卤素，Y1和Y2为不同种类的卤素，
Figure BDA0003617302170000143
为相同或不同的化合物；
使所述中间体和溴化硼反应得到所述式Ⅰ的有机化合物。
根据本申请的实施例，在有机化合物的制备过程中，为加速反应的进行，需加入催化剂。
在一些实施例中，催化剂选自Pd2(dba)3、P(t-Bu)3、PdCl2或Pd(PPh3)4中的一种或多种。例如，催化剂可以是Pd2(dba)3，也可以是PdCl2，还可以是Pd2(dba)3和P(t-Bu)3组成的混合物。催化剂也可以是以上任意一种或由以上任意多种组成的混合物。
在一些实施例中，中间体具有如式Ⅱ所示的结构式：
Figure BDA0003617302170000151
根据本申请的实施例，中间体结构式Ⅱ中R1、R2、R3、R4、R5、R6、a、b、c、d、e、f、m、n与本申请中结构式Ⅰ中的定义相同。X1和Y1为卤素，例如，X1和Y1为相同卤素，X1和Y1为氯原子。
根据本申请的实施例的有机化合物的制备方法，简单易行，对设备要求低，能很好兼容现有工艺，极具大规模应用潜力。
本文所述的工艺可根据本领域已知的任何适宜方法来监控。例如，产物生成可通过光谱手段如核磁共振波谱法(NMR，例如1H或13C)、红外光谱法(IR)、分光光度法(例如UV可见的)、质谱法(MS)或通过色谱法如高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、凝胶渗透色谱法(GPC)或薄层色谱法(TLC)来监控。
显示面板
在另一方面的实施方式中，本发明提供一种显示面板，包括有机发光器件，所述有机发光器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的多层有机膜层，所述多层有机膜层包括发光层和功能层，所述发光层中含有至少一种本申请第一方面任一实施例所述的有机化合物。
图1示出作为一个示例的有机发光器件10，其中包括依次层叠的基板11、阳极12、空穴注入层13、空穴传输层14、发光层15、电子传输层16、电子注入层17、阴极18。
在一些实施方式中，阳极材料可包括金属(例如，铜、金、银、铁、铬、镍、锰、钯、铂等及它们的合金)、金属氧化物(例如，氧化铟、氧化锌、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等)、导电性聚合物(例如，聚苯胺、聚吡咯、聚(3-甲基噻吩)等)。除以上有助于空穴注入的材料及其组合，还可包括其它已知的适合做阳极的材料。
在一些实施方式中，阴极可包括金属层(例如，铝、镁、银、铟、锡、钛等及它们的合金)、金属层和包含金属氧化物和金属卤化物中的一种或几种的层复合形成的多层阴极(例如，LiF/Al、LiO2/Al、BaF2/Al等)。除以上有助于电子注入的材料及其组合，还包括其它已知的适合做阴极的材料。
在一些实施方式中，发光层包括发光主体和本申请任意一种或几种所述的有机化合物。
在一些实施方式中，多层有机膜层还包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)。
可采用本领域已知的方法制作显示面板。示例性制作方法包括：在透明或不透明的光滑的基板上形成阳极，在阳极上形成多层有机薄膜层，在有机薄膜层上形成阴极。形成有机薄膜层可采用如蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。
显示装置
在另一方面的实施方式中，本发明提供一种显示装置，其包括本发明所述的显示面板。显示装置的示例包括但不限于手机、电脑、电视、智能手表、智能汽车、VR或AR头盔等，本发明对此不作特殊限定。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
制备有机化合物8
在氮气氛围下，将原料A(2.7g，10mmol)、原料B(5.2g，20mmol)和150mL甲苯加入三口瓶中搅拌均匀，再加入叔丁醇钠(22mmol)，Pd2(dba)3(0.6mmol)，P(t-Bu)3(0.6mmol)，缓慢升温至110℃，回流反应24h，自然冷却至室温，过滤、洗涤、干燥浓缩，层析柱纯化(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)，浓缩得到中间体1共5.0g，收率80％。
在氮气氛围下，将中间体1(6.0g，10mmol)、叔丁基锂(22mmol)和150mL甲苯加入三口瓶中搅拌均匀，并加热至60℃，反应2小时，自然冷却至室温，缓慢滴加BBr3(22mmol)和二异丙基乙胺(100mol)，室温下反应1小时，洗涤、水相甲苯萃取3次，干燥过滤、浓缩，层析柱纯化(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)，浓缩得到化合物8共2.8g，收率49％。有机化合物8的制备反应式如下：
Figure BDA0003617302170000171
通过液相色谱-质谱联用分析得到有机化合物8的MW计算值为572.32，实测值M/Z为573.31。
实施例2
制备有机化合物18
在氮气氛围下，将原料A(2.7g，10mmol)、原料C(5.2g，20mmol)和150mL甲苯加入三口瓶中搅拌均匀，再加入叔丁醇钠(22mmol)，Pd2(dba)3(0.6mmol)，P(t-Bu)3(0.6mmol)，缓慢升温至110℃，回流反应24h，自然冷却至室温，过滤、洗涤、干燥浓缩，层析柱纯化(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)，浓缩得到中间体2共4.3g，收率68％。
在氮气氛围下，将中间体2(6.3g，10mmol)、叔丁基锂(22mmol)和150mL甲苯加入三口瓶中搅拌均匀，并加热至60℃，反应2小时，自然冷却至室温，缓慢滴加BBr3(22mmol)和二异丙基乙胺(100mol)，室温下反应1小时，洗涤、水相甲苯萃取3次，干燥过滤、浓缩，层析柱纯化(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)，浓缩得到化合物18共3.8g，收率54％。有机化合物18的制备反应式如下：
Figure BDA0003617302170000181
通过液相色谱-质谱联用分析得到有机化合物18的MW计算值为574.29，M/Z实测值为575.30。
Figure BDA0003617302170000182
Figure BDA0003617302170000191
制备有机化合物
上述实施例3-7中有机化合物的制备方法与实施例1中有机化合物8的不同之处仅在于原料不同，其他合成过程与实施例1相似。实施例8-9中有机化合物的原料B和原料C的用量相等，且原料B和原料C的总量等于实施例中原料B的用量，其他合成过程与实施例1相似。其中，通过液相色谱-质谱联用分析得到实施例3～9中有机化合物1的MW计算值为331.95，M/Z实测值为332.13；有机化合物5的MW计算值为543.28，M/Z实测值为544.29；有机化合物10的MW计算值为666.52，M/Z实测值为667.45；有机化合物20MW计算值为666.50，M/Z实测值为667.44；有机化合物22的MW计算值为446.12，M/Z实测值为447.23；有机化合物35的MW计算值为467.13，M/Z实测值为468.21；有机化合物39的MW计算值为460.10，M/Z实测值为461.18。
对比例1
有机化合物A的结构式如下：
Figure BDA0003617302170000192
对比例2
有机化合物B的结构式如下：
Figure BDA0003617302170000201
有机化合物能级的模拟计算：
运用密度泛函理论(DFT)对各实施例和对比例的化合物进行能级的模拟计算。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，通过uassian 09程序包(Guassian Inc.)，在B3LYP/6-31G(d)计算水平下，优化并计算得到S1和T1，结果如表1所示。
表1实施例1-9和对比例1-2的测试结果
序号 HOMO(eV) LUMO(eV) S<sub>1</sub>(V) T<sub>1</sub>(V) △Est(V) 红光波长(λ)
实施例1 -5.40 -3.53 2.0 1.83 0.17 622
实施例2 -5.32 -3.62 2.12 1.92 0.2 610
实施例3 -5.37 -3.72 2.32 2.14 0.18 535
实施例4 -5.82 -3.45 1.91 1.59 0.32 649
实施例5 -5.28 -3.56 1.97 1.71 0.26 629
实施例6 -5.86 -3.78 2.13 1.85 0.28 582
实施例7 -5.63 -3.89 2.05 1.74 0.31 604
实施例8 -5.55 -3.67 2.00 1.72 0.28 620
实施例9 -5.78 -3.53 1.9 1.72 0.18 650
对比例1 -5.57 -3.66 1.91 1.41 0.5 630
对比例2 -5.63 -3.5 2.1 1.62 0.48 622
从表1可以看出，通过分子结构的特殊设计，本申请实施例中的有机化合物具有合适的HOMO能级和LUMO能级，且单三重态的能级差(ΔEst)低于0.32V，利于三重态激子(T1)通过反向系间窜越回到单重态(S1)，再通过辐射跃迁至基态而发光，从而能同时利用单重态激子及三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。同时，通过对有机化合物中取代基的选择，使得红光的发光位置发生红移。
有机化合物应用例1
本应用例提供一种OLED器件，包括依次层叠的基板11、阳极12、空穴注入层13、空穴传输层14、发光层15、电子传输层16、电子注入层17、阴极18。
上述OLED有机发光器件的具体制备步骤如下：
1)将带有氧化铟锡(ITO)阳极的玻璃基板(厚度为10nm)切成50mm×50mm×0.7mm的大小，分别在异丙醇和去离子水中超声处理30分钟，然后暴露在臭氧下约10min进行清洁，将清洗后的玻璃基板安装到真空沉积设备上；
2)在ITO阳极层上，通过真空蒸镀方式蒸镀空穴注入层材料，空穴注入材料为HT和HATCN(HT:HATCN(v:v)＝97:3)，HIL的厚度为10nm，HT和HATCN的结构式如下：
Figure BDA0003617302170000211
3)在HIL上真空蒸镀空穴传输材料，空穴传输材料(HTM)为HT，HTL的厚度为120nm。
4)在HTL上真空共同蒸镀发光主体材料mcp、4CZBN和掺杂材料有机化合物8作为发光层，其中，三种物质的体积比为60:40:1，mcp、4CZBN的结构式如下：
Figure BDA0003617302170000221
5)在发光层上真空蒸镀电子传输材料作为电子传输层，电子传输材料为ETL和LiQ(ETL:LiQ(v:v)＝1:1)，ETL层的厚度为30nm，ETL和LiQ的结构式如下：
Figure BDA0003617302170000222
6)在电子传输层上真空蒸镀化合物LiF，厚度5nm，作为电子注入层；
7)在电子注入层上真空蒸镀铝电极，厚度为120nm，作为阴极。
化合物应用例2～9和对比例1～2与化合物应用例1的制备步骤类似，区别在于，将发光层中用的有机化合物8分别替换为实施例2～9、对比例1和2中的有机化合物。
OLED器件的性能评价：
驱动电压为10mA/cm2下的工作电压；电流效率PR670和Keithly2400测试。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LT95(在10mA/cm2测试条件下)；测试数据如表2所示。
表2应用例1-9和对比例1-2的测试结果
Figure BDA0003617302170000223
Figure BDA0003617302170000231
从表2可以看出，基于本申请提供的有机化合物制备的OLED器件具有较低的驱动电压、较高的电流效率和使用寿命。例如，应用例1～9的驱动电压最低可达3.9V，电流效率高于13cd/A，寿命LT95长于540h。相对于对比例1和2，本申请应用例1～9提供的OLED器件的以上性能均具有明显的提升，这主要得益于本申请的有机化合物具有合适的HOMO能级和LUMO能级，且ΔEst低于0.32V，利于T1通过反向系间窜越回到S1，再通过辐射跃迁至基态而发光，从而能同时利用单重态激子及三重态激子进行发光，实现热活化延迟荧光发光，提高发光效率。同时，通过改变取代基的数量和种类，可实现对发光峰位置的调节，此外，本申请的有机化合物具备较大的共轭平面，原子间的键能较高，表现出良好的热力学稳定性，用作红光掺杂材料时可有效降低显示装置的驱动电压，提高材料的使用寿命，并降低成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

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所示的结构式：
Figure FDA0003617302160000011
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地表示：氢，氘，卤素，取代或未取代的C1-20烷基，取代或未取代的C3-20环烷基，取代或未取代的C1-20杂烷基，取代或未取代的C6-30芳基，取代或未取代的5-30元杂芳基，取代或未取代的C3-20硅烷基，取代或未取代的芳基C3-20硅烷基，氨基或经取代的C1-20氨基，酰基，羧酸基，酯基，氰基，硫烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦基和氧膦基中的一种或多种；可选地，任意两个相邻的R5可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环，任意两个相邻的R6可以稠合成四元环、五元环、六元环或七元环；
a、b、c、d、e和f独立的表示C或N，a、b和c中至多两个为N，d、e和f中至多两个为N，m为1、2、3或4，n为1、2、3或4。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，在所述式Ⅰ中，a和d选自相同的原子，b和e选自相同的原子，c和f选自相同的原子。
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，在所述式Ⅰ中，
a、b和c均为C，且d、e和f均为C；或，
a、b和c中的一个为N，且d、e和f中的一个为N；或，
a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的两个为N。
4.根据权利要求3所述的有机化合物，其特征在于，在所述式Ⅰ中，
a、b和c中的一个为N，且d、e和f中的一个为N，其中，a、e为N，或a、f为N，或b、f为N；或，
a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的两个为N，其中，a、b、d和f为N，或a、b、e和f为N，或a、c、e和f为N。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，在所述式Ⅰ中，
a、b和c中的一个为N，且d、e和f均为C；或，
a、b和c中的两个为N，且d、e和f中的一个为N。
6.根据权利要求1-5任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物具有式Ⅰ-1至式Ⅰ-25中的任一者所示的结构：
Figure FDA0003617302160000021
Figure FDA0003617302160000031
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、m和n如权利要求1所定义；
式Ⅰ-1至式Ⅰ-25中R5和R6连接于杂芳环中任一C。
7.根据权利要求1任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物中R1和R4相同，R2和R3相同，R5和R6相同。
8.根据权利要求1任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物中R1、R2、R3和R4选自氢，氘，取代或未取代的C1-20烷基中的至少一种。
9.根据权利要求1任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物中R1、R2、R3和R4选自氢，氘，取代或未取代的C1-4烷基中的至少一种。
10.根据权利要求1任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物中R5和R6选自氢，氘，取代或未取代的C1-20烷基，取代或未取代的C6-30芳基，取代或未取代的5-30元杂芳基中的至少一种。
11.根据权利要求1任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物中R5和R6选自氢，氘，取代或未取代的C1-4烷基，取代或未取代的C6-10芳基，取代或未取代的6-10元杂芳基中的至少一种。
12.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1至42所示化合物中的任意一种：
Figure FDA0003617302160000041
Figure FDA0003617302160000051
Figure FDA0003617302160000061
。
13.根据权利要求1-12任一项所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
使
Figure FDA0003617302160000071
在催化剂的作用下反应生成中间体，其中，X1和X2为不同种类的卤素，Y1和Y2为不同种类的卤素，
Figure FDA0003617302160000072
为相同或不同的化合物；
使所述中间体和溴化硼反应得到所述式Ⅰ的有机化合物。
14.根据权利要求13所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自Pd2(dba)3、P(t-Bu)3、PdCl2或Pd(PPh3)4中的一种或多种。
15.根据权利要求13所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，所述中间体具有如式Ⅱ所示的结构式：
Figure FDA0003617302160000073
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、a、b、c、d、e、f、m和n如权利要求1所定义，X1和Y1表示卤素。
16.一种显示面板，包括有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的多层有机膜层，所述多层有机膜层包括发光层和功能层，所述发光层中含有至少一种如权利要求1-12任一项所述的有机化合物。
17.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求16所述的显示面板。
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