CN116120191A - 有机化合物及包括其的混合物、组合物和有机电子器件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种有机化合物,具有如下结构:
Figure DDA0003351943660000011
本申请的有机化合物通过芴‑苯环‑三芳胺结构,及苯环上引入茚满基
Figure DDA0003351943660000012
使其具备电子阻挡特性,且通过非共轭与共轭基团的分子间相互作用,提高芴和三芳胺的空穴传输特性,提高含此有机化合物的器件的激子利用率和稳定性,发光效率和寿命。另,本申请还公开一种混合物、组合物及有机电子器件。

Description

有机化合物及包括其的混合物、组合物和有机电子器件
技术领域
本申请涉及发光材料技术领域,尤其涉及一种有机化合物、及包括所述有机化合物的混合物、组合物和有机电子器件。
背景技术
有机半导体材料在合成上具有多样性,制造成本相对较低以及优良的光学与电学性能。有机发光二极管(OLED)在光电器件(例如平板显示器和照明)的应用方面具有广视角、反应时间快、工作电压低、面板厚度薄等优势,因而具有广阔的发展潜力。
有机电致发光现象是指利用有机物质将电能转化为光能的现象。利用有机电致发光现象的有机电致发光元件通常具有正极与负极以及在它们中间包含有机物层的结构。为了提高有机电致发光元件的效率与寿命,有机物层具有多层结构,每一层包含有不同的有机物质。具体的,可以包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等。在这种有机电致发光元件中,在两个电极之间施加电压,则由正极向有机物层注入空穴,由负极向有机物层注入电子,当注入的空穴与电子相遇时形成激子,该激子跃迁回基态时发出光。这种有机电致发光元件具有自发光、高亮度、高效率、低驱动电压、广视角、高对比度、高响应性等特性。
OLED器件除了发光层之外,还需要空穴传输层、电子阻挡层等涉及空穴传输的功能层,以便实现空穴、电子的平衡传输以及空穴、电子在发光层的复合,以提高器件的效率和寿命。为了实现高效的有机电致发光器件,除了开发高性能的发光层材料外,相应的电子阻挡层材料的开发也很重要。为了提高有机电致发光器件的效率和寿命,特别是红光OLED器件的效率和寿命,新型电子阻挡层材料亟待开发。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种有机化合物,旨在改善现有有机电子器件发光效率低及寿命短的问题。
本申请通过如下技术方案实现:
一种有机化合物,具有如通式(1)所示的结构:
Figure BDA0003351943640000011
其中:
Ar1、Ar2独立选自取代或未取代环原子数为6至40的芳香基团、取代或未取代环原子数为5至40的杂芳香基团或非芳香环系;
R1、R2独立选自-H、-D、或具有1至20个C原子的直链烷基、或具有1至20个C原子的直链烷氧基、或具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的支链烷基、或具有3至20个C原子的支链烷氧基、或具有3至20个C原子的支链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的环状烷基、或具有3至20个C原子的环状烷氧基、或具有3至20个C原子的环状硫代烷氧基、或甲硅烷基、或具有1至20个C原子的酮基、或具有2至20个C原子的烷氧基羰基、或具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或具有2至20个C原子的烯基、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳氧基基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳氧基基团,或这些基团的组合;
R1、R2相互连接成环或不成环。
相应的,本申请还提供一种混合物,包括上述有机化合物及至少一种有机功能材料,所述有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光材料、主体材料、客体材料或有机染料。
相应的,本申请还提供一种组合物,包括上述有机化合物或上述混合物、及至少一种有机溶剂。
相应的,本申请还提供一种有机电子器件,包括至少一功能层,所述功能层中包含上述有机化合物或上述混合物,或所述功能层由上述组合物制备而成。
相应的,本申请还提供一种有机电子器件,所述有机电子器件包含阳极、阴极、位于阴极和阳极之间的发光层、位于阳极和发光层之间的空穴传输层、位于发光层和空穴传输层之间的电子阻挡层;其中所述电子阻挡层包含上述有机化合物或上述混合物,或者所述电子阻挡层由上述的组合物制备而成。
与现有技术相比,本发明的有机化合物具有如下有益效果:
本申请所述的有机化合物通过采用芴-苯环-三芳胺的结构,并在苯环上引入茚满基
Figure BDA0003351943640000021
茚满基具有非完全共轭的五元环结构,芴和三芳胺基团为具有较好空穴传输能力的共轭基团,通过非共轭基团与共轭基团的分子间相互作用,有利于发挥芴、三芳胺的空穴传输特性。本申请有机化合物的具有较好的空穴传输性和电子阻挡特性,从而提高包括此有机化合物的有机发光器件的激子利用率和器件稳定性,进而实现提高器件发光效率和寿命的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的有机电子器件一实施例的结构示意图;
其中,101是基板,102是阳极,103是空穴注入层,104是空穴传输层,105是电子阻挡层,106是发光层,107是电子传输层,108是电子注入层,109是阴极。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”,术语“多个”是指“两个或两个以上”。本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本申请中,组合物、印刷油墨及油墨具有相同的含义,可以互换。
在本申请中,芳香基团、芳香族、芳香环系具有相同的含义,可以互换。
在本申请中,杂芳香基团、杂芳香族、杂芳香环系具有相同的含义,可以互换。
在本申请中,“D”表示氘原子;“H”表示氢原子。
在本申请中,“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。
在本申请中,“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代,也可以不被取代。当所定义的基团为被取代时,应理解为所定义的基团可以被一个或多个取代基R取代,所述R选自但不限于氘原子、氰基、异氰基、硝基、卤素、含有1-20个C原子的烷基、含有3-20个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团、-NR’R”、硅烷基、羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基及三氟甲基,且上述基团也可以进一步被本领域可接受的取代基取代;可以理解,-NR’R”中的R’和R”分别独立地选自但不限于H、氘原子、氰基、异氰基、硝基或卤素、含有1-10个C原子的烷基、含有3-20个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团。优选地,R选自但不限于氘原子、氰基、异氰基、硝基或卤素、含有1-10个C原子的烷基、含有3-10个环原子的杂环基、含有6-20个环原子的芳香基团、含有5-20个环原子的杂芳香基团、硅烷基、羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基及三氟甲基,且上述基团也可以进一步被本领域可接受的取代基取代。
在本申请中,“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时,取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”,在没有特别说明的条件下也是同样的。例如,苯环的环原子数为6,萘环的环原子数为10,噻吩基的环原子数为5。
“芳基或芳香基团”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基,可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基,对于多环的环中,至少一个是芳族环系。例如,“取代或未取代的具有6至40个环原子的芳基”是指包含6至40个环原子的芳基,优选取代或未取代的具有6至30个环原子的芳基,更优选取代或未取代的具有6至18个环原子的芳基,特别优选取代或未取代的具有6至14个环原子的芳基,且芳基上任选进一步被取代;合适的实例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、并四苯基、芴基、二萘嵌苯基、苊基及其衍生物。可以理解,多个芳基也可以被短的非芳族单元间断(例如<10%的非H原子,比如C、N或O原子),具体如苊、芴、9,9-二芳基芴、三芳胺或二芳基醚体系也应该包含在芳基的定义中。
“杂芳基或杂芳香基团”是指在芳基的基础上至少一个碳原子被非碳原子所替代,非碳原子可以为N原子、O原子、S原子等。例如,“取代或未取代的具有5至40个环原子的杂芳基”是指具有5至40个环原子的杂芳基,优选取代或未取代的具有6至30个环原子的杂芳基,更优选取代或未取代的具有6至18个环原子的杂芳基,特别优选取代或未取代的具有6至14个环原子的杂芳基,且杂芳基任选进一步被取代,合适的实例包括但不限于噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、二唑基、三唑基、咪唑基、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、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、吲哚基、吡咯并咪唑基、吡咯并吡咯基、噻吩并吡咯基、噻吩并噻吩基、呋喃并吡咯基、呋喃并呋喃基、噻吩并呋喃基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑基、邻二氮萘基、菲啶基、伯啶基、喹唑啉酮基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基及其衍生物。
在本申请中,“烷基”可以表示直链、支链和/或环状烷基。烷基的碳数可以为1至50、1至30、1至20、1至10、或1至6。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、金刚烷基等。直链、支链和/或环状烷基。烷基的碳数可以为1至50、1至30、1至20、1至10、或1至6。包含该术语的短语,例如,“C1-9烷基”是指包含1~9个碳原子的烷基,每次出现时,可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基或C9烷基。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、4-甲基环己基、4-叔丁基环己基、正庚基、1-甲基庚基、2,2-二甲基庚基、2-乙基庚基、2-丁基庚基、正辛基、叔辛基、2-乙基辛基、2-丁基辛基、2-己基辛基、3,7-二甲基辛基、环辛基、正壬基、正癸基、金刚烷基、2-乙基癸基、2-丁基癸基、2-己基癸基、2-辛基癸基、正十一烷基、正十二烷基、2-乙基十二烷基、2-丁基十二烷基、2-己基十二烷基、2-辛基十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、2-乙基十六烷基、2-丁基十六烷基、2-己基十六烷基、2-辛基十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、2-乙基二十烷基、2-丁基二十烷基、2-己基二十烷基、2-辛基二十烷基、正二十一烷基、正二十二烷基、正二十三烷基、正二十四烷基、正二十五烷基、正二十六烷基、正二十七烷基、正二十八烷基、正二十九烷基、正三十烷基、金刚烷等。
在本申请中,取代基缩写对应为:n-正,sec-仲,i-异,t-叔,o-邻,m-间,p-对,Me甲基,Et乙基,Pr丙基,Bu丁基,Am正戊基,Hx己基,Cy环己基。
在本申请中,“卤素”或“卤基”是指F、Cl、Br或I。
在本申请中,术语“烷氧基”是指具有-O-烷基的基团,即如上所定义的烷基经由氧原子连接至母核结构。包含该术语的短语,合适的实例包括但不限于:甲氧基(-O-CH3或-OMe)、乙氧基(-O-CH2CH3或-OEt)和叔丁氧基(-O-C(CH3)3或-OtBu)。
在本申请中,“胺基”是指胺的衍生物,具有式-N(X)2的结构特征,其中每个“X”独立地是H、取代的或未被取代的烷基、取代的或未被取代的环烷基、取代的或未被取代的杂环基等。胺基的非限制性类型包括-NH2、-N(烷基)2、-NH(烷基)、-N(环烷基)2、-NH(环烷基)、-N(杂环基)2、-NH(杂环基)、-N(芳基)2、-NH(芳基)、-N(烷基)(芳基)、-N(烷基)(杂环基)、-N(环烷基)(杂环基)、-N(芳基)(杂芳基)、-N(烷基)(杂芳基)等。
在本申请中,如无特别定义,羟基指-OH,羧基指-COOH,羰基指-C(=O)-,氨基指-NH2,甲酰基指-C(=O)H,卤甲酰基指-C(=O)Z(其中,Z表示卤素),氨基甲酰基指-C(=O)NH2,异氰酸酯基指-NCO,异硫氰酸酯基指-NCS。
在本申请中,与单键相连的“*”表示连接位点或稠合位点。
在本申请中,基团中未指明连接位点时,表示基团中任选可连接位点作为连接位点。
在本申请中,基团中未指明稠合位点时,表示基团中任选可稠合位点作为稠合位点,优选基团中处于邻位的两个或多个位点为稠合位点。
在本申请中,当同一基团上含有多个相同符号的取代基时,各取代基可以彼此相同或不同,例如
Figure BDA0003351943640000041
苯环上的6个R1可以彼此相同或不同。
在本申请中,取代基相连的单键贯穿相应的环,表示该取代基可与环的任选位置连接,例如
Figure BDA0003351943640000042
中R与苯环的任一可取代位点相连;如
Figure BDA0003351943640000043
表示
Figure BDA0003351943640000044
可与
Figure BDA0003351943640000045
上任选可取代位置形成并环。
在本申请中,“相邻基团”是指两个取代基之间没有可取代的位点。
本申请中,“两个R相互成环”表示通过两个的R相互连接而形成的一个环系,所述环系可选自脂族烃环,脂族杂环、芳族烃环或芳族杂环。优选地,可形成
Figure BDA0003351943640000046
*表示稠合位点。
本申请中,“环状烷基”与“环烷基”含义相同。
本发明中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”、“基团组合”等中包括所列项目中任两个或两个以上基团的所有合适的组合方式。
本申请的技术方案如下:
一种有机化合物,具有如通式(1)所示的结构:
Figure BDA0003351943640000047
其中:
Ar1、Ar2独立选自取代或未取代环原子数为6至40的芳香基团、取代或未取代环原子数为5至40的杂芳香基团或非芳香环系;
R1、R2独立地选自-H、-D、或具有1至20个C原子的直链烷基、或具有1至20个C原子的直链烷氧基、或具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的支链烷基、或具有3至20个C原子的支链烷氧基、或具有3至20个C原子的支链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的环状烷基、或具有3至20个C原子的环状烷氧基、或具有3至20个C原子的环状硫代烷氧基、或甲硅烷基、或具有1至20个C原子的酮基、或具有2至20个C原子的烷氧基羰基、或具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或具有2至20个C原子的烯基、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳氧基基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳氧基基团,或这些基团的组合;
R1、R2相互连接成环或不成环。
在一实施例中,通式(1)选自通式(2-1)~(2-3)所示的结构:
Figure BDA0003351943640000051
进一步,在一实施例中,通式(1)选自通式(3-1)~(3-6)所示的结构:
Figure BDA0003351943640000052
在一实施例中,R1、R2各自独立地选自-H、-D、具有1至10个C原子的直链烷基、具有3至10个C原子的支链或具有3至10个C原子的环状烷基、取代或未取代的具有6至13个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至13个环原子的杂芳香基团、或这些基团的组合;
进一步,R1、R2各自独立地选自-H、-D、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、苯基、联苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、萘基、喹啉基、异喹啉基、或这些基团的组合。
在一实施例中,R1和R2相互不成环;进一步,R1和R2各自独立地选自甲基或苯基。
在某一具体实施例中,R1和R2选自相同的基团。
在另一实施例中,R1和R2相互成环;进一步,R1和R2相互形成环状烷基;具体地,R1和R2相互形成如下所示的环:
Figure BDA0003351943640000053
其中:*表示连接位点。
在一实施例中,Ar1、Ar2独立选自取代或未取代环原子数为6至20的芳香基团、取代或未取代环原子数为6至20的杂芳香基团或非芳香环系;所述“取代或未取代”含义同上所述。
进一步,按照本发明所述的有机化合物,所述Ar1、Ar2各自独立地选自通式(B-1)~(B-6)的任意一种:
Figure BDA0003351943640000061
其中:
X每次出现,独立地选自CR3或N;
Y选自O、S、S=O、SO2、NR4、PR4、CR5R6或SiR5R6
R3、R4、R5、R6每次出现,分别独立选自:-H、-D、或具有1至20个C原子的直链烷基、或具有1至20个C原子的直链烷氧基、或具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的支链烷基、或具有3至20个C原子的支链烷氧基、或具有3至20个C原子的支链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的环状烷基、或具有3至20个C原子的环状烷氧基、或具有3至20个C原子的环状硫代烷氧基、或甲硅烷基、或具有1至20个C原子的酮基、或具有2至20个C原子的烷氧基羰基、或具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或具有2至20个C原子的烯基、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳氧基基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳氧基基团,或这些基团的组合;
Ar3独立选自取代或未取代环原子数为6~20的芳香基团、或取代或未取代环原子数为6~20的杂芳香基团。
需要说明的是,当X为连接位点时,X选自C原子;当Y为连接位点时,Y选自N原子。
在一些优选实施例中,Ar3选自
Figure BDA0003351943640000062
进一步地,Ar3选自如下基团:
Figure BDA0003351943640000063
其中:*表示稠合位点。
在某一具体实施例中,Ar1、Ar2独立选自以下基团:
Figure BDA0003351943640000064
Figure BDA0003351943640000071
以上基团的H原子可以进一步被取代。
在一个具体的示例中,R3、R4、R5、R6每次出现,分别独立地选自:-H、-D、具有1至10个C原子的直链烷基、具有3至10个C原子的支链或环状的烷基、氰基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、取代或未取代的具有6至10个环原子的芳香基团或杂芳香基团,或这些基团的组合。
在一实施例中,R3每次出现,独立选自-H、-D、或具有1至4个C原子的直链烷基、或具有3至4个C原子的支链烷基、或具有3至6个C原子的环状的烷基、或甲硅烷基、氰基、异氰基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、联苯基、萘基、喹啉基或异喹啉基,或这些基团的组合。
在一实施例中,R4每次出现,独立选自具有1至4个C原子的直链烷基、或具有3至6个C原子的支链烷基、或具有3至6个C原子的环状的烷基、或取代或未取代的环原子数为6至10的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至10的杂芳香基团,或这些基团的组合。
在一实施例中,R5、R6每次出现,独立选自-H、-D、或具有1至4个C原子的直链烷基、或具有3至6个C原子的支链烷基、或具有3至6个C原子的环状的烷基、或取代或未取代的环原子数为6至10的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至10的杂芳香基团,或这些基团的组合。
在某一具体实施例中,
Figure BDA0003351943640000072
独立选自以下基团:
Figure BDA0003351943640000073
Figure BDA0003351943640000081
以上基团的H原子可以进一步被取代。
在一些实施例中,Ar1选自以下结构:
Figure BDA0003351943640000082
其中:n选自0,1,2,3,4或5;R3可以参阅上文的相关描述。
作为示例,本申请的所述有机化合物可以选自但不限于下述结构中的任意一种,这些结构可以被任意取代:
Figure BDA0003351943640000091
Figure BDA0003351943640000101
Figure BDA0003351943640000111
Figure BDA0003351943640000121
在一些实施例中,本申请的有机化合物可以作为有机功能材料应用于有机电子器件的功能层中,特别是OLED器件的功能层中。功能层包括但不限于:空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、电子阻挡层(EBL)、空穴阻挡层(HBL)、发光层(EML)。
本申请还涉及一种电子阻挡层材料,包含如上所述的有机化合物。
本申请还涉及一种混合物,包含有至少一种以上所述的有机化合物、及至少另一种功能材料。所述另一种功能材料可以为但不限于本领域已知用于有机电子器件的空穴注入材料(HIM)、空穴传输材料(HTM)、电子传输材料(ETM)、电子注入材料(EIM)、电子阻挡材料(EBM)、空穴阻挡材料(HBM)、发光材料(Emitter)、主体材料(Host)和有机染料。例如在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO2011110277A1中对各种功能材料有详细的描述,特此将此3个专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
在一些实施例中,所述另一种功能材料选自电子传输材料,作为共主体运用于有机电子器件中。
本申请还涉及一种组合物,包含至少一种如上所述的有机化合物或混合物,及至少一种有机溶剂。其中,所述至少一种有机溶剂选自基于芳族或杂芳族的溶剂、基于酯的溶剂、基于芳族酮的溶剂、基于芳族醚的溶剂、脂肪族酮、脂肪族醚、脂环族化合物、烯烃类化合物、硼酸酯类化合物及磷酸酯类化合物。
进一步地,所述基于芳族或杂芳族的溶剂可以选自但不限于对二异丙基苯、戊苯、四氢萘、环己基苯、氯萘、1,4-二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、二戊苯、三戊苯、戊基甲苯、邻二乙苯、间二乙苯、对二乙苯、1,2,3,4-四甲苯、1,2,3,5-四甲苯、1,2,4,5-四甲苯、丁苯、十二烷基苯、二己基苯、二丁基苯、对二异丙基苯、环己基苯、苄基丁基苯、二甲基萘、3-异丙基联苯、对甲基异丙苯、1-甲基萘、1,2,4-三氯苯、4,4-二氟二苯甲烷、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、二苯甲烷、2-苯基吡啶、3-苯基吡啶、N-甲基二苯胺、4-异丙基联苯、α,α-二氯二苯甲烷、4-(3-苯基丙基)吡啶、苯甲酸苄酯、1,1-双(3,4-二甲基苯基)乙烷、2-异丙基萘、喹啉、异喹啉、2-呋喃甲酸甲酯、2-呋喃甲酸乙酯中的至少一种。
所述基于酯的溶剂可以选自但不限于辛酸烷酯、癸二酸烷酯、硬脂酸烷酯、苯甲酸烷酯、苯乙酸烷酯、肉桂酸烷酯、草酸烷酯、马来酸烷酯、烷内酯、油酸烷酯等。特别优选辛酸辛酯、癸二酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、异壬酸异壬酯中的至少一种。
所述基于芳族酮的溶剂可以选自但不限于1-四氢萘酮,2-四氢萘酮,2-(苯基环氧)四氢萘酮,6-(甲氧基)四氢萘酮,苯乙酮、苯丙酮、二苯甲酮、及它们的衍生物,如4-甲基苯乙酮、3-甲基苯乙酮、2-甲基苯乙酮、4-甲基苯丙酮、3-甲基苯丙酮、2-甲基苯丙酮中的至少一种。
所述基于芳族醚的溶剂可以选自但不限于3-苯氧基甲苯、丁氧基苯、对茴香醛二甲基乙缩醛、四氢-2-苯氧基-2H-吡喃、1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)苯、1,4-苯并二噁烷、1,3-二丙基苯、2,5-二甲氧基甲苯、4-乙基苯乙醚、1,3-二丙氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、4-(1-丙烯基)-1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、缩水甘油基苯基醚、二苄基醚、4-叔丁基茴香醚、反式-对丙烯基茴香醚、1,2-二甲氧基苯、1-甲氧基萘、二苯醚、2-苯氧基甲醚、2-苯氧基四氢呋喃、乙基-2-萘基醚中的至少一种。
所述基于脂肪族酮的溶剂可以选自但不限于2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、2,5-己二酮、2,6,8-三甲基-4-壬酮、葑酮、佛尔酮、异佛尔酮、二正戊基酮中的至少一种。
所述基于脂肪族醚的溶剂可以选自但不限戊醚、己醚、二辛醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇乙基甲醚、三乙二醇丁基甲醚、三丙二醇二甲醚及四乙二醇二甲醚中的至少一种。
可以理解,所述有机溶剂可以单独使用,也可以作为两种或多种有机溶剂的混合溶剂使用。
在一些实施例中,本申请的组合物包含至少一种如上所述的有机化合物或混合物、及至少一种有机溶剂,还可进一步包含另一种有机溶剂。
所述另一种有机溶剂可以选自但不限于甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、邻二氯苯、四氢呋喃、苯甲醚、吗啉、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1,4二氧杂环己烷、丙酮、甲基乙基酮、1,2二氯乙烷、3-苯氧基甲苯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢萘、萘烷、茚中的至少一种。
在一些较佳的实施例中,适合本申请的有机溶剂是汉森(Hansen)溶解度参数在以下范围内的溶剂:
δd(色散力)在17.0-23.2MPa1/2范围内,尤其是在18.5-21.0MPa1/2范围内;
δp(极性力)在0.2-12.5MPa1/2范围内,尤其是在2.0-6.0MPa1/2范围内;
δh(氢键力)在0.9-14.2MPa1/2范围内,尤其是在2.0-6.0MPa1/2范围内。
在一些实施例中,按照本申请的组合物,所述有机溶剂在选取时需考虑沸点。在至少一些实施例中,所述有机溶剂的沸点≥150℃;优选为≥180℃;较优选为≥200℃;更优为≥250℃;最优为≥275℃或≥300℃。这些范围内的沸点对防止喷墨印刷头的喷嘴堵塞是有益的。
可以理解,所述有机溶剂可从组合物体系中蒸发,以形成包含本申请有机化合物的薄膜。
在一些实施例中,所述组合物为溶液。在另一些实施例中,所述组合物为悬浮液。所述溶液或悬浮液可以另外包括添加剂,用于调节粘度、调节成膜性能、提高附着性等。所述添加剂可以选自但不限于表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂及粘接剂中的至少一种。
本申请的所述组合物中,所述有机化合物或混合物的含量可以为0.01-10wt%,较佳为0.1-8wt%,更佳为0.2-5wt%,进一步更佳为0.25-3wt%。
本申请还涉及所述组合物作为涂料或印刷油墨在制备有机电子器件时的用途。在一些实施例中,所述组合物通过打印或涂布的制备方法用于制备有机电子器件。
其中,所述打印或涂布的制备方法可以为但不限于喷墨打印、凹版印刷、喷印(Nozzle Printing)、活版印刷、丝网印刷、浸涂、旋转涂布、刮刀涂布、辊筒印花、扭转辊印刷、平版印刷、柔版印刷、轮转印刷、喷涂、刷涂、移印、狭缝型挤压式涂布等。首选的是凹版印刷、喷印及喷墨印刷。
具体的,不同打印技术或涂布技术对组合物体系的浓度或粘度等要求可能不同,可以根据不同的打印技术或涂布技术,对所述组合物体系进行相应调节,以适用不同的打印或涂布方法。
本申请还提供一种如上所述的有机化合物、混合物或组合物在有机电子器件中的应用。优选地,将所述有机化合物用于OLED器件的空穴传输层或电子阻挡层。
本申请提供一种有机电子器件,包含如上所述的有机化合物或混合物、或由所述组合物制备而成。在一具体实施例中,所述的有机电子器件可以为红光有机电子器件。
在一实施例中,一种有机电子器件,包含第一电极、第二电极、位于第一电极和第二电极之间的一个或多个功能层,所述功能层包含如上所述的有机化合物、混合物或由上述的组合物制备而成。
进一步地,所述有机电子器件,包含阴极、阳极和位于阴极和阳极的一个或多个功能层,所述功能层包含如上所述的有机化合物、混合物或由上述的组合物制备而成。
所述有机电子器件可选于但不限于有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)、有机发光电池(OLEEC)、有机场效应管(OFET)、有机发光场效应管,有机激光器,有机自旋电子器件,有机传感器及有机等离激元发射二极管(Organic Plasmon Emitting Diode)等。所述有机电子器件特别优选的是有机电致发光器件,如OLED,OLEEC,有机发光场效应管。
所述功能层可选自空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子阻挡层(EBL)、电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、空穴阻挡层(HBL)。适合用于这些功能层中的材料在上面及在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO2011110277A1中有详细的描述,特此将此3篇专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
在一些实施例中,所述有机电子器件的一个或多个功能层中至少包括一电子阻挡层,所述电子阻挡层包含如上所述的有机化合物或混合物,或由上述的组合物制备而成。具体有机化合物的定义如前文所述。
在一具体地实施例中,所述有机电子器件包含阳极、阴极、位于阴极和阳极之间的发光层、位于阳极和发光层之间的空穴传输层、位于发光层和空穴传输层之间的电子阻挡层;其中所述电子阻挡层包含如上所述的有机化合物或混合物,或由上述的组合物制备而成。
在一实施例中,所述空穴传输层选自芳胺类有机化合物。
在一些实施例中,所述发光层的材料可以选自如通式(5)所示的结构:
Figure BDA0003351943640000141
其中:
q选自1或2;
Ar4每次出现,独立选自取代或未取代的环原子数为5-40的杂芳香基团;
Ar5每次出现时,独立选自取代或未取代的环原子数为6-40的芳香基团,或取代或未取代的环原子数为5至40的杂芳香基团;
R7和R8每次出现时,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、取代或未取代的具有5至30个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至30个环原子的杂芳香基团、或这些基团的组合。
在一实施例中,Ar4每次出现时,可以独立选自喹啉或异喹啉及其衍生物。
在一实施例中,Ar5每次出现时,独立选自苯基及其衍生物。
进一步地,在一些实施例中,通式(5)选自通式(6-1)-(6-3)任一结构:
Figure BDA0003351943640000151
其中:
a选自0-6的任一整数,b选自0-4的任一整数;
R9、R10每次出现时,分别独立选自:-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、取代或未取代的具有5至60个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至60个环原子的杂芳香基团、或这些基团的组合。
进一步地,在一些实施例中,至少一个R10选自具有1至20个C原子的直链烷基或具有3至20个C原子的支链或环状的烷基。
进一步地,在一些实施例中,至少一个R9选自具有1至20个C原子的直链烷基或具有3至20个C原子的支链或环状的烷基。
作为示例,所述发光层的材料可以选自但不限于下述结构中的任意一种,这些结构可以被任意取代:
Figure BDA0003351943640000152
Figure BDA0003351943640000161
可以理解,所述有机电子器件除了以上功能层之外,还可以增设一些常规用于有机电子器件的有助于提升器件性能的功能层,例如空穴注入层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层、光取出层等。
在一实施例中,所述有机电子器件,包含依次层叠设置的阳极、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、阴极。
在一实施例中,所述有机电子器件,包含依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。
在一实施例中,所述有机电子器件,包含依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、阴极。
适合用于这些功能层中的材料在上面及在WO2010135519A1、US20090134784A1和WO2011110277A1中有详细的描述,特此将此3篇专利文件中的全部内容并入本文作为参考。
在一些实施例中,所述有机电子器件还包括基板。所述基板可以位于所述阳极的远离所述发光层的一侧。所述基板可以是不透明的或透明的。可以理解,当所述基板为透明的时候,所述有机电子器件为透明的器件。所述基板还可以是刚性的或弹性的,例如,所述基板的材料可以为塑料、金属、半导体晶片或玻璃。较佳的,所述基板有一个平滑的表面,无表面缺陷的基板是特别理想的选择。在一较佳的实施例中,所述基板是柔性基板。所述柔性基板的材料可以为聚合物薄膜或塑料。所述柔性基板的玻璃化温度Tg为150℃以上,较好是超过200℃,更好是超过250℃,最好是超过300℃。作为示例,所述柔性基板的材料可以为聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)或聚乙二醇(2,6-萘)(PEN)。
所述阳极的材料为本领域已知用于有机电子器件的阳极材料,例如导电金属、导电金属氧化物或导电聚合物。在一些实施例中,所述阳极的材料的功函数和发光层中的发光体或作为空穴注入层或空穴传输层或电子阻挡层的p型半导体材料的HOMO能级或价带能级的差的绝对值小于0.5eV,较好是小于0.3eV,最好是小于0.2eV。作为示例,所述阳极的材料可以选自但不限于Al、Cu、Au、Ag、Mg、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt、ITO及铝掺杂氧化锌(AZO)中的至少一种。其他合适的阳极材料是已知的,本领域普通技术人员可容易地选择使用。阳极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理气相沉积法,包括射频磁控溅射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。在某些实施例中,阳极是图案结构化的。图案化的ITO导电基板可在市场上买到,并且可以用来制备根据本发明的器件。
所述阴极的材料为本领域已知用于有机电子器件的阴极材料,例如导电金属或导电金属氧化物。在一些实施例中,所述阴极的材料的功函数和发光层中发光体或作为电子注入层或电子传输层或空穴阻挡层的n型半导体材料的LUMO能级或导带能级的差的绝对值小于0.5eV,较好是小于0.3eV,最好是小于0.2eV。原则上,所有可用作OLED的阴极的材料都可能作为本申请器件的阴极材料。作为示例,所述阴极的材料的可以选自但不限于Al、Au、Ag、Ca、Ba、Mg、LiF/Al、MgAg合金、BaF2/Al、Cu、Fe、Co、Ni、Mn、Pd、Pt及ITO中的至少一种。阴极材料可以使用任何合适的技术沉积,如一合适的物理气相沉积法,包括射频磁控溅射,真空热蒸发,电子束(e-beam)等。
所述空穴传输层的材料为本领域已知用于空穴传输层材料,例如,可以选自但不限于聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTXX)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-omeTXD)、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TXPC)、N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(NPB)、4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯(CBP)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)](TFB)、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、聚三苯胺(Poly-TPD)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)及4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTX)中的至少一种。
所述电子传输层的材料为本领域已知用于电子传输层的材料,例如,可以选自但不限于ET和Liq、PBD(2-(4-联苯基)-5-苯基恶二唑)、8-羟基喹啉铝(Xlq3)及石墨烯中的至少一种。
其中,ET和Liq的化学结构式如下:
Figure BDA0003351943640000171
所述空穴注入层的材料为本领域已知用于空穴注入层的材料,例如,可以选自但不限于2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HXT-CN)、PEDOT(聚乙撑二氧噻吩)、PEDOT:PSS及其掺有s-MoO3的衍生物(PEDOT:PSS:s-MoO3)中的至少一种。
所述有机电子器件的发光波长在600到700nm之间,较好的是在600到650nm之间,更好的是在600到630nm之间。
本申请还涉及包含所述有机电子器件的电子设备。所述电子设备可以为但不限于显示设备、照明设备、光源及传感器等。
下面将结合具体实施例对本申请进行具体说明,以下实施例仅是本申请的部分实施例,不是对本申请的限定。
1.化合物的合成
实施例1
本实施例的化合物1的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000181
中间体1-2的合成:将化合物1-1(60mmol)、联硼酸频哪醇酯(60mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.2mmol)和醋酸钾(70mmol)加至180ml的1,4-二氧六环中,在氮气环境中100℃搅拌8h。冷却后,旋蒸除去溶剂,二氯甲烷溶解剩余物并水洗分液,收集有机相,有机相旋蒸除去溶剂后,所得粗产品经重结晶得到中间体1-2,收率76%。
中间体1-5的合成:将化合物1-3(45mmol)、中间体1-4(45mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200ml/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钾(90mmol)。在氮气环境下,80℃搅拌5h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体1-5,收率80%。
中间体1-6的合成:将中间体1-5(30mmol)、中间体1-2(30mmol)溶于1,4-二氧六环与水(150ml/15ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.3mmol)和碳酸钾(60mmol)。在氮气环境下,100℃搅拌5h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体1-6,收率75%。
化合物1的合成:将中间体1-6(20mmol)、化合物1-7(20mmol)、Pd(dba)2(0.2mmol)、三叔丁基膦(0.6mmol)和叔丁醇钠(40mmol)溶于甲苯中,在氮气环境下100℃搅拌12h。冷却后水洗并分液,收集有机相,旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析、重结晶纯化得到化合物1,收率80%。MS(ASAP):629。
实施例2
本实施例的化合物2的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000182
化合物2的合成可以参照化合物1的合成,不同之处在于将化合物1-7替换为化合物2-1。化合物2的收率85%。MS(ASAP):665。
实施例3
本实施例的化合物3的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000183
中间体3-3的合成:将化合物3-1(40mmol)、化合物3-2(40mmol)、Pd(dba)2(0.2mmol)、三叔丁基膦(0.6mmol)和叔丁醇钠(60mmol)加入300ml甲苯中,在氮气环境中80℃搅拌6h。冷却后,加入水洗涤反应液,分液收集有机相。有机相旋蒸除去溶剂后,经柱层析纯化得到中间体3-3,收率72%。
化合物3的合成可以参照化合物1的合成,不同之处在于将化合物1-7替换为中间体3-3。化合物3的收率82%。MS(ASAP):725。
实施例4
本实施例的化合物4的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000191
中间体4-2的合成参照中间体1-5的合成,不同之处在于将化合物1-3替换为化合物4-1,中间体4-2的收率79%。
中间体4-3的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体4-2,中间体4-3的收率72%。
化合物4的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体4-3,并将化合物1-7替换为化合物4-4。化合物4的收率75%。MS(ASAP):643。
实施例5
本实施例的化合物5的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000192
中间体5-2的合成:
将化合物1-3(45mmol)、化合物5-1(45mmol)溶于1,4-二氧六环与水(200ml/20ml)的混合溶剂中,并加入Pd(PPh3)4(0.5mmol)和碳酸钾(90mmol)。在氮气环境下,80℃搅拌5h。冷却后,旋蒸除去大部分溶剂,然后二氯甲烷萃取产物并水洗分液,收集有机相并旋蒸除去溶剂,所得粗产品经过柱层析纯化得到中间体5-2,收率82%。
中间体5-3的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体5-2。中间体5-3的收率85%。
化合物5的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体5-3,并将化合物1-7替换为化合物5-4。化合物5的收率83%。MS(ASAP):669。
实施例6
本实施例的化合物6的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000193
中间体6-1的合成参照中间体5-2的合成,不同之处在于将化合物1-3替换为化合物4-1,收率86%。
中间体6-2的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体6-1,收率80%。
化合物6的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体6-2,并将化合物1-7替换为化合物6-3。化合物6的收率71%。MS(ASAP):603。
实施例7
本实施例的化合物7的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000201
中间体7-2的合成参照中间体3-3的合成,不同之处在于将化合物3-1替换为化合物7-1,收率80%。
中间体7-4的合成参照中间体5-2的合成,不同之处在于化合物5-1替换为化合物7-3,收率80%。
中间体7-5的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于中间体1-5替换为中间体7-4,收率75%。
化合物7的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体7-5,并将化合物1-7替换为中间体7-2。化合物7的收率82%。MS(ASAP):725。
实施例8
本实施例的化合物8的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000202
中间体8-1的合成参照中间体5-2的合成,不同之处在于将化合物5-1替换为化合物7-3,并将化合物1-3替换为化合物4-1,收率89%。
中间体8-2的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体8-1,收率80%。
化合物8的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体8-2,化合物8的收率72%。MS(ASAP):629。
实施例9
本实施例的化合物9的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000203
中间体9-2的合成参照中间体1-2的合成,不同之处在于将化合物1-1替换为化合物9-1,收率80%。
中间体9-3的合成参照中间体1-5的合成,不同之处在于将化合物1-4替换为中间体9-2,收率77%。
中间体9-4的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体9-3,收率83%。
化合物9的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体9-4,并将化合物1-7替换为化合物9-5。化合物9的收率88%。MS(ASAP):645。
实施例10
本实施例的化合物的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000211
中间体10-2的合成参照中间体1-5的合成,不同之处在于将化合物1-3替换为化合物4-1,并将化合物1-4替换为化合物10-1,收率87%。
中间体10-3的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体10-2,收率74%。
化合物10的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体10-3,并将化合物1-7替换为化合物9-5。化合物10的收率82%。MS(ASAP):677。
实施例11
本实施例的化合物11的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000212
中间体11-3的合成参照中间体3-3的合成,不同之处在于将化合物3-1替换为化合物11-1,并将化合物3-2替换为化合物11-2,收率76%。
化合物11的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体7-5,并将化合物1-7替换为化合物11-3。化合物11的收率80%。MS(ASAP):719。
实施例12
本实施例的化合物12的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000213
中间体12-2的合成参照中间体1-2的合成,不同之处在于将化合物1-1替换为化合物12-1,收率81%。
中间体12-3的合成参照中间体1-5的合成,不同之处在于将化合物1-4替换为中间体12-2,收率80%。
中间体12-4的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体12-3,收率85%。
化合物12的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体12-4,并将化合物1-7替换为化合物12-5。化合物12的收率80%。MS(ASAP):719。
实施例13
本实施例的化合物13的合成路线如下:
Figure BDA0003351943640000221
中间体13-2的合成参照中间体1-2的合成,不同之处在于将化合物1-1替换为化合物13-1,收率83%。
中间体13-3的合成参照中间体1-5的合成,不同之处在于将化合物1-4替换为中间体13-2,收率82%。
中间体13-4的合成参照中间体1-6的合成,不同之处在于将中间体1-5替换为中间体13-3,收率84%。
化合物13的合成参照化合物1的合成,不同之处在于将中间体1-6替换为中间体13-4,并将化合物1-7替换为化合物13-5。化合物13的收率85%。MS(ASAP):687。
2、OLED器件的制备与表征
下面通过具体实施例来详细说明采用上述化合物的OLED器件及其制备过程,该OLED器件的结构为:阳极(Anode)/空穴注入层(HIL)/空穴传输层(HTL)/电子阻挡层(EBL)/发光层(EML)/电子传输层(ETL)/电子注入层(EIL)/阴极(Cathode)。具体的,OLED器件结构示意图如图1所示,其中101是基板,102是阳极,103是空穴注入层,104是空穴传输层,105是电子阻挡层,106是发光层,107是电子传输层,108是电子注入层,109是阴极。
OLED器件中,基板为玻璃基板,ITO作为阳极,HATCN作为空穴注入层材料,HT1作为空穴传输材料,上述化合物1-13或者对比例1作为电子阻挡层材料,RH1作为发光材料的主体材料,RD1或RD2为发光材料的客体材料,ETM和Liq作为电子传输材料,Al作为阴极。
上述材料HATCN、HT1、RH1、RD2、RD1、ETM、Liq、对比例1的化合物均是可商业购得,或其合成方法均为现有技术。相关化学结构式如下:
Figure BDA0003351943640000222
OLED-1的器件结构为ITO/空穴注入层(5nm)/空穴传输层(90nm)/电子阻挡层(20nm)/主体材料RH1:红光客体RD2/ETM:Liq/LiF/Al。其中主体材料RH1与RD2的质量比为95:5。具体的制备过程如下:
a、ITO(铟锡氧化物)导电玻璃基片的清洗:使用各种溶剂(例如氯仿、丙酮或异丙醇中的一种或几种)清洗,然后进行紫外臭氧等离子处理;
b、由化合物HATCN在ITO层上于高真空(1×10-6毫巴)中热蒸镀而成,得到厚度为5nm的空穴注入层;
c、在空穴注入层上,蒸镀90nm厚的化合物HT1作为空穴传输层;
d、在空穴传输层上,蒸镀20nm厚的本申请上述的化合物1作为电子阻挡层;
e、在电子阻挡层上,真空蒸镀40nm的发光层;发光层包括RH1作为主体材料,RD2作为客体材料,两种材料采用多源共蒸;
f、在发光层上,蒸镀ETM/Liq(质量比为1:1)混合物形成厚度为25nm的电子传输层;电子传输层上,形成厚度为0.5nm的的LiF电子注入层以及150nm厚的Al阴极;
g、封装:器件在氮气手套箱中用紫外线硬化树脂封装。
OLED-2-OLED-16及OLED-Ref制备方案均与OLED-1相同,区别在于将实施例OLED-1中的化合物1替换为表一中电子阻挡层材料所对应的化合物,以及将OLED-1中的发光材料的客体材料RD2替换为表一中对应的发光材料的客体材料。
各OLED器件的电流电压(J-V)特性通过表征设备来表征,同时记录寿命(LT95@1knits)和外量子效率,结果参下表一。其中,寿命LT95@1000nits是指在恒定电流下,器件的亮度由1000nits的初始亮度下降到初始亮度的95%的时间。这里LT95@1000nits、外量子效率是相对于OLED-Ref(即对比例,对应电子阻挡层材料为对比例1)而计算的,即以OLED-Ref的寿命为1,外量子效率为100%。
表一:
Figure BDA0003351943640000231
由表一可知:
相较于采用对比例1的有机化合物作为电子阻挡层材料所制备的OLED器件(OLED-Ref),采用化合物1-13作为电子阻挡层材料所制备的OLED器件(OLED-1至OLED-16)的外量子效率更好,寿命更长。由此也体现出本申请提供的有机化合物作为电子阻挡材料明显优于对比例1的有机化合物。
且OLED-1和OLED-14在电子阻挡层材料的材料相同,均为化合物1时,分别采用了不同的发光材料的客体材料RD2、RD1,外量子效率和寿命没有明显变化,可以说明本实施例中的电子阻挡层材料化合物1可以适用于多种发光材料,对多种发光材料的发光层实现电子阻挡作用。结合OLED-5和OLED-15、OLED-9和OLED-16,说明本申请的有机化合物作为电子阻挡层材料可以适用于多种发光材料说明不同的发光层客体材料。
以上对本申请实施例所提供的有机化合物、混合物、组合物及有机电子器件进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种有机化合物,其特征在于,具有如通式(1)所示的结构:
Figure FDA0003351943630000011
其中:
Ar1、Ar2独立选自取代或未取代的环原子数为6至40的芳香基团、取代或未取代环原子数为5至40的杂芳香基团或非芳香环系;
R1、R2独立地选自-H、-D、或具有1至20个C原子的直链烷基、或具有1至20个C原子的直链烷氧基、或具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的支链烷基、或具有3至20个C原子的支链烷氧基、或具有3至20个C原子的支链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的环状烷基、或具有3至20个C原子的环状烷氧基、或具有3至20个C原子的环状硫代烷氧基、或甲硅烷基、或具有1至20个C原子的酮基、或具有2至20个C原子的烷氧基羰基、或具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或具有2至20个C原子的烯基、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳氧基基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳氧基基团,或这些基团的组合;
R1、R2相互连接成环或不成环。
2.如权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,所述有机化合物的结构选自通式(3-1)-(3-6)任一所示的结构:
Figure FDA0003351943630000012
3.如权利要求1或2所述的有机化合物,其特征在于,R1、R2独立地选自-H、-D、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、2-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、环戊基、1-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基戊基、4-甲基-2-戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、2-丁基己基、环己基、苯基、联苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、萘基、喹啉基、异喹啉基、或这些基团的组合。
4.如权利要求1所述的有机化合物,其特征在于,Ar1、Ar2独立地选自通式(B-1)-(B-6)任一所示的结构:
Figure FDA0003351943630000013
其中:
X每次出现,独立地选自CR3或N;
Y选自O、S、S=O、SO2、NR4、PR4、CR5R6或SiR5R6
R3、R4、R5、R6每次出现,分别独立选自:-H、-D、或具有1至20个C原子的直链烷基、或具有1至20个C原子的直链烷氧基、或具有1至20个C原子的直链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的支链烷基、或具有3至20个C原子的支链烷氧基、或具有3至20个C原子的支链硫代烷氧基、或具有3至20个C原子的环状烷基、或具有3至20个C原子的环状烷氧基、或具有3至20个C原子的环状硫代烷氧基、或甲硅烷基、或具有1至20个C原子的酮基、或具有2至20个C原子的烷氧基羰基、或具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或具有2至20个C原子的烯基、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳香基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳香基团、或取代或未取代的环原子数为6至60的芳氧基基团、或取代或未取代的环原子数为5至60的杂芳氧基基团,或这些基团的组合;
Ar3独立选自取代或未取代环原子数为6~20的芳香基团或取代或未取代的环原子数为6~20的杂芳香基团。
5.如权利要求4所述的有机化合物,其特征在于,Ar1、Ar2独立选自以下基团:
Figure FDA0003351943630000021
6.如权利要求5所述的有机化合物,其特征在于,R3每次出现,独立选自-H、-D、或具有1至4个C原子的直链烷基、或具有3至4个C原子的支链烷基、或具有3至6个C原子的环状的烷基、或甲硅烷基、氰基、异氰基、羟基、硝基、-CF3、-Cl、-Br、-F、-I、或苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、联苯基、萘基、喹啉基或异喹啉基,或这些基团的组合。
7.如权利要求4所述的有机化合物,其特征在于,
Figure FDA0003351943630000022
独立选自以下基团:
Figure FDA0003351943630000031
Figure FDA0003351943630000041
8.如权利要求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结构中的任意一种:
Figure FDA0003351943630000042
Figure FDA0003351943630000051
Figure FDA0003351943630000061
Figure FDA0003351943630000071
Figure FDA0003351943630000081
9.一种混合物,其特征在于,所述混合物包括权利要求1-8任意一项所述的有机化合物及至少一种有机功能材料,所述有机功能材料选自空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料、电子阻挡材料、空穴阻挡材料、发光材料、主体材料、客体材料或有机染料。
10.一种组合物,其特征在于,所述组合物包括权利要求1-8任意一项所述的有机化合物或权利要求9所述的混合物、及至少一种有机溶剂。
11.一种有机电子器件,包括至少一功能层,其特征在于,所述功能层包含权利要求1-8任意一项所述的有机化合物,或权利要求9所述的混合物,或者所述功能层由权利要求10所述的组合物制备而成。
12.一种有机电子器件,其特征在于,所述有机电子器件包含阳极、阴极、位于阴极和阳极之间的发光层、位于阳极和发光层之间的空穴传输层、位于发光层和空穴传输层之间的电子阻挡层;其中所述电子阻挡层包含权利要求1-8任意一项所述的有机化合物,或权利要求9所述的混合物,或者所述电子阻挡层由权利要求10所述的组合物制备而成。
13.如权利要求12所述的有机电子器件,其特征在于,所述发光层的材料选自如通式(5)所示的结构:
Figure FDA0003351943630000082
其中:
q选自1或2;
Ar4每次出现,独立选自取代或未取代的环原子数为5-40的杂芳香基团;
Ar5每次出现时,独立选自取代或未取代的环原子数为6-40的芳香基团,或取代或未取代的环原子数为5至40的杂芳香基团;
R7和R8每次出现时,分别独立选自:-H、-D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、取代或未取代的具有5至30个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至30个环原子的杂芳香基团、或这些基团的组合。
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CN114835590A (zh) * 2022-05-19 2022-08-02 上海钥熠电子科技有限公司 一种有机化合物及其在有机光电器件的应用

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