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CN115521214A - 有机化合物及包含其的电子元件和电子装置 - Google Patents

有机化合物及包含其的电子元件和电子装置 Download PDF

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CN115521214A
CN115521214A CN202210182946.9A CN202210182946A CN115521214A CN 115521214 A CN115521214 A CN 115521214A CN 202210182946 A CN202210182946 A CN 202210182946A CN 115521214 A CN115521214 A CN 115521214A
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Abstract

本申请属于有机材料技术领域，提供了一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置，所述有机化合物具有式1所示的结构。该有机化合物用于有机电致发光器件中，能提高器件的性能。
Figure DDA0003521788940000011

Description

有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机发光材料技术领域，具体地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
近年来，有机电致发光器件(OLED，Organic electroluminescent device)作为新一代显示技术手机显示，车载显示等领域。常见的有机电致发光器件是由阳极、阴极以及在阴极和阳极之间设置一层以上的有机层构成。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向有机发光层移动，阳极侧的空穴也向有机发光层移动，两者在有机发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，从激发态释放能量变为基态释放能量的过程对外发光。因此，提高OLED器件中电子和空穴的再结合性是至关重要的。
为了提高有机电致发光器件的亮度、效率和寿命，通常在器件中使用多层结构。包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光层和电子传输层等等。这些有机层能够提高载流子(空穴和电子)在各层界面间的注入效率，平衡载流子在各层之间传输的能力，从而提高器件的亮度和效率。
双三芳胺类的空穴传输层在很多文献中已有记载，例如JP1997316038A。同时，包括NPB在内的双三芳胺基空穴传输材料由于其具有优异的空穴传输性能也已广泛的应用于量产中。
NPB虽具有优异的空穴传输性能，但是玻璃化转变温度(Tg)只有96℃，这导致在高温条件下，有机电致发光器件在高温下容易结晶，从而降低性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明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，该有机化合物用于有机电致发光器件中，可以提高器件的性能。
本申请的第一方面提供一种有机化合物，其结构如式1所示：
Figure BDA0003521788920000011
其中，L、L1、L2、L3和L4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；
L、L1、L2、L3和L4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3～12的三烷基硅基、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；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团：
Figure BDA0003521788920000012
其中，n为1或2；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4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3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基。
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有机功能层；所述功能层包含上述有机化合物。
本申请的第三方面提供一种电子装置，包括本申请第二方面所述的电子元件。
本申请的有机化合物中，两个芳胺通过含至少两个苯的连接基团所连接，所形成的化合物在空间上具有适当的扭矩，进一步地，在至少一个芳胺上引入特定的苯并五元/六元环，能够降低分子对称性，同时控制芳胺上的芳香基为较小基团，可防止化合物之间发生缔合使其蒸镀时不易发生结晶，进而提高材料的成膜性能，使其在有机发光器件中既有更长的寿命，此外本申请有机化合物的特定结构具有更好的空穴的迁移率，提高了空穴传输层与有机层之间的匹配性，能有效提高器件的效率。
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，提供这些实施方式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方式的充分理解。
第一方面，本申请提供一种有机化合物，其结构如式1所示：
Figure BDA0003521788920000021
其中，L、L1、L2、L3和L4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；
L、L1、L2、L3和L4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3～12的三烷基硅基、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；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团：
Figure BDA0003521788920000031
其中，n为1或2；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4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3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基。
在本申请中，“Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团”意指Ar1和Ar3中的一个选自式2所示的基团，即Ar1选自式2所示的基团或者Ar3选自式2所示的基团；或者Ar1和Ar3均选自式2所示的基团。
在一种实施方式中，Ar1和Ar3相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团；Ar2和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基。
在本申请中，成环碳原子数指的是，在“取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基”中，位于“芳基”、“杂芳基”的环上的碳原子数，需要注意的是，“取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基”中取代基的碳原子数则不计算在成环碳原子数之内。举例来讲，9,9-二甲芴基是指甲基取代的成环碳原子数为13的芳基；二苯基芴基是指苯基取代的成环碳原子数为13的芳基，苯基取代的二苯并呋喃基是指苯基取代的成环碳原子数为12的杂芳基；其中，二苯基芴基、苯基取代的二苯并呋喃基中，作为取代基的苯基的碳原子数则不计算在“成环碳原子数为6～14的芳基、成环碳原子数为5～15的杂芳基”的成环碳原子数之内。
本申请中，所采用的描述方式“……各自独立地为”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，“
Figure BDA0003521788920000032
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、三烷基硅基、烷基、杂芳基、芳基等。
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L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、
Figure BDA0003521788920000042
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、卤素基团、氰基、三烷基硅基、烷基、卤代烷基、氘代烷基、杂芳基、芳基等基团取代。应当理解地是，取代的亚芳基的碳原子数，指的是亚芳基和亚芳基上的取代基的碳原子总数，例如碳原子数为18的取代的亚芳基，指的是亚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中的一种或更多种。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，取代的亚杂芳基的碳原子数，指的是亚杂芳基和亚杂芳基上的取代基的碳原子总数。
本申请中，作为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、
Figure BDA0003521788920000043
基。
本申请中，作为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，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，三氟甲基等。
本申请中，氘代烷基的具体实例包括但不限于，三氘代甲基等。
本申请中，不定位连接键涉及的是从环体系中伸出的单键
Figure BDA0003521788920000041
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。
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。
Figure BDA0003521788920000051
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。
Figure BDA0003521788920000052
本申请中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6、7、8、9、10、11、12、13、14的芳基，取代或未取代的成环碳原子数为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15的杂芳基，或者式式2所示的基团。
本申请中，式2所示的基团具体选自以下结构所组成的组：
Figure BDA0003521788920000053
在本申请的一种实施方式中，Ar1和Ar3相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团；
Ar2和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基。
在本申请的一种实施方式中，L、L1、L2、L3和L4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。例如，L、L1、L2、L3和L4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。
优选地，L、L1、L2、L3和L4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为3～6的三烷基硅基、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、L2、L3和L4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。
优选地，L、L1、L2、L3和L4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
可选地，L、L1、L2、L3和L4各自独立地选自单键或者取代或未取代的基团V，未取代的基团V选自以下基团：
Figure BDA0003521788920000054
取代的基团V中具有一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基，且当取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
可选地，L、L1、L2、L3和L4各自独立地各自独立地选自单键或者如下基团：
Figure BDA0003521788920000061
进一步可选地，L、L1、L2、L3和L4各自独立地各自独立地选自单键或者如下基团：
Figure BDA0003521788920000062
优选地，L选自单键或者以下基团所组成的组：
Figure BDA0003521788920000063
在本申请中，取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基的具体实例包括但不限于：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、取代或未取代的菲基、取代或未取代的蒽基。
取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基中，取代基相同或不同，取代基优选选自氘、氟、氰基、碳原子数为3～6的三烷基硅基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基；取代基的具体实例包括但不限于：氘、氟、氰基、三甲基硅基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
在一种实施方式中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4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、取代或未取代的菲基、取代或未取代的蒽基、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、式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团。
优选地，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、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，Ar1和Ar3各自独立地选自取代或未取代的基团W、式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团；Ar2和Ar4相同或不同，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：
Figure BDA0003521788920000064
取代的基团W中具有一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、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，且当取代基个数大于1时，各取代基相同或不同。
可选地，Ar1和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团构成的组：
Figure BDA0003521788920000071
Figure BDA0003521788920000072
且Ar1和Ar3中至少一个选自
Figure BDA0003521788920000073
可选地，Ar2和Ar4相同或不同，各自独立地选自如下基团构成的组：
Figure BDA0003521788920000074
可选地，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地选自如下基团构成的组：
Figure BDA0003521788920000075
Figure BDA0003521788920000076
且Ar1和Ar3中至少一个选自
Figure BDA0003521788920000077
优选Ar2和Ar4不为
Figure BDA0003521788920000081
可选地，所述有机化合物选自以下化合物：
Figure BDA0003521788920000082
Figure BDA0003521788920000091
Figure BDA0003521788920000101
Figure BDA0003521788920000111
Figure BDA0003521788920000121
Figure BDA0003521788920000131
Figure BDA0003521788920000141
Figure BDA0003521788920000151
Figure BDA0003521788920000161
Figure BDA0003521788920000171
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，所述电子元件为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，所述第一空穴传输层包含所述有机化合物。
在一种实施方式中，有机电致发光器件为蓝色有机电致发光器件。
在一种实施方式中，电子元件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。
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，indium tin oxide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，第一空穴传输层321为本申请的有机化合物。
第二空穴传输层322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，所述第二空穴传输层的材料选自以下化合物所组成的组：
Figure BDA0003521788920000172
Figure BDA0003521788920000181
在一种具体实施方式中，第二空穴传输层322为HT-7。
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、9,10-蒽类芳香化合物(α,β-ADN)、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的主体材料为α,β-ADN。
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，
Figure BDA0003521788920000182
Figure BDA0003521788920000191
在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的掺杂材料为BD。
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，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-18和LiQ组成。
Figure BDA0003521788920000192
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含有的化合物选自以下化合物所组成的组：
Figure BDA0003521788920000201
在本申请的一种具体实施方式中，空穴注入层310为F4-TCNQ。
可选地，在有机发光层330和电子传输层340之间还可以设置有空穴阻挡层，可以将来自阳极的载流子阻挡在有机发光层中，以改善载流子的平衡。例如，空穴阻挡层可以为BTB。
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，光电转化器件可以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。
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。
合成例
所属领域的专业人员应该认识到，本申请所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本申请的有机化合物，且用于制备本申请的化合物的其它方法都被认为是在本申请的范围之内。例如，根据本申请那些非例证的化合物的合成可以成功地被所属领域的技术人员通过修饰方法完成，如适当的保护干扰基团，通过利用其他已知的试剂除了本申请所描述的，或将反应条件做一些常规的修改。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。
1、IMx-1的合成
以IMa-1为例说明下列IMx-1的合成。
Figure BDA0003521788920000211
将原料Sub A-1(50g，187mmol)、苯胺(19.17g，206mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(1.71g，1.87mmol)、2-二环己基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯(1.77g，3.74mmol)和叔丁醇钠(26.97g，281mmol)加入甲苯(400mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌4h；而后冷却至室温，反应液使用去离子水洗至pH＝7后加入无水硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，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，得到固体IM a-1(44g，收率84％)。
参照IM a-1的方法合成IM X-1，不同的是，将Sub A-1替换为原料I，苯胺替换为原料Ⅱ，所采用的原料I、原料Ⅱ、相应合成的IM X-1及反应收率如表1所示。
表1
Figure BDA0003521788920000212
Figure BDA0003521788920000221
2、IM X-2的合成
以IM a-2为例来说明IM X-2的合成。
Figure BDA0003521788920000222
将原料Sub B-1(20g，74.75mmol)、SubC-1(15.57g，71.01mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.68g，0.75mmol)、2-二环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯(0.61g，1.49mmol)以及叔丁醇钠(10.77g，112.13mmol)加入甲苯(160mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；而后冷却至室温，反应液使用水洗至pH＝7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/正庚烷体系对产品进行重结晶提纯，得到固体IM a-2(19g，收率66％)。
参照IM a-2的方法合成IM X-2，不同的是，将Sub B-1替换为原料Ⅲ，Sub C-1替换为原料Ⅳ，所采用的主要原料及相应合成的IM X-2、收率如表2所示：
表2
Figure BDA0003521788920000231
Figure BDA0003521788920000241
Figure BDA0003521788920000251
化合物的合成
合成例1：化合物A-5的合成
Figure BDA0003521788920000252
将IMa-1(13g，46.5mmol)、IMa-2(18.89g，46.5mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.43g，0.46mmol)、2-二环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯(0.38g，0.93mmol)以及叔丁醇钠(6.7g，69.78mmol)加入甲苯(100mL)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌3h；而后冷却至室温，反应液过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷(v/v)(1∶3)为流动相进行硅胶柱色谱提纯，之后用二氯甲烷/乙酸乙酯体系对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体化合物A-5(19.5g，收率64.5％)；质谱(m/z)＝649.4[M+H]+。
化合物A-5的核磁数据：
1H-NMR(400MHz,CD2Cl2):8.44(d,1H),8.17(d,1H),7.86-7.78(m,6H),7.62-7.42(m,6H),7.35(d,1H),7.27(s,1H),7.19-6.82(m,12H),2.23-1.93(m,4H),1.85(d,12H).
合成例2～25
参照化合物A-5的方法合成表3所示的化合物，不同的是，将IM a-1替换为各IM X-1，IM a-2替换为IM X-2，所采用的中间体及相应合成的化合物、收率及其质谱表征结果如表3所示。
表3
Figure BDA0003521788920000253
Figure BDA0003521788920000261
Figure BDA0003521788920000271
Figure BDA0003521788920000281
化合物F-21的核磁数据：
1H-NMR(400MHz,CD2Cl2):8.42-8.35(m,2H),8.09-8.06(d,2H),7.92-7.53(m,18H),7.44(d,1H),7.38(d,1H),7.31-6.95(m,10H),2.26-2.01(m,4H),1.90(d,12H).
有机电致发光器件制备及评估
实施例1：蓝色有机电致发光器件
通过以下过程制备阳极：将厚度依次为
Figure BDA0003521788920000282
的Ag/ITO/Ag(康宁制造)切割成40mm×40mm×0.7mm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形成厚度为
Figure BDA0003521788920000292
的空穴注入层(HIL)，并且在空穴注入层上蒸镀化合物A-5，形成厚度为
Figure BDA0003521788920000293
的第一空穴传输层(HTL-1)。
在第一空穴传输层上真空蒸镀HT-7，形成厚度为
Figure BDA0003521788920000294
的第二空穴传输层(HTL-2)。
在第二空穴传输层上，将α,β-ADN∶BD以99％∶1％的蒸镀速率进行共同蒸镀，形成厚度为
Figure BDA0003521788920000295
的有机发光层(EML)。
在有机发光层上真空蒸镀BTB，形成厚度为
Figure BDA0003521788920000296
的空穴阻挡层(HBL)。
在空穴阻挡层上，将ET-18和LiQ以1∶1的蒸镀速率进行共同蒸镀，形成厚度为
Figure BDA0003521788920000297
的电子传输层(ETL)，将Yb蒸镀在电子传输层上以形成厚度为
Figure BDA0003521788920000298
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
Figure BDA0003521788920000299
的阴极。
此外，在上述阴极上蒸镀CP-1形成厚度为
Figure BDA00035217889200002910
的有机覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
实施例2～实施例25
除了在形成第一空穴传输层时，以下表5中所示的其余化合物替代化合物A-5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1～5
除了在形成第一空穴传输层时，以下表4中所示的化合物a至化合物e分别替代化合物A-5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材料结构如下表4所示：
表4
Figure BDA0003521788920000291
Figure BDA0003521788920000301
对如上制得的有机电致发光器件，在20mA/cm2的条件下分析了器件的性能，其结果示于下表5：
表5
Figure BDA0003521788920000302
Figure BDA0003521788920000311
由表5可知，在化合物作为第一空穴传输层应用于蓝光有机电致发光器件，实施例1～25与比较例1～5的器件的性能相比，各项性能都有所提高，电流效率最少提高了15.6％，外量子效率最小提高15.7％，T95寿命至少提高了22.8％。
以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (11)

1.有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如式1所示：
Figure FDA0003521788910000011
其中，L、L1、L2、L3和L4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；
L、L1、L2、L3和L4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3～12的三烷基硅基、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；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团：
Figure FDA0003521788910000012
其中，n为1或2；
Ar1、Ar2、Ar3和Ar4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3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar1和Ar3相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基或式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团；
Ar2和Ar4相同或不同，且各自独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6～14的芳基、取代或未取代的成环碳原子数为5～15的杂芳基。
3.根据权利要求1或2所述的有机化合物，其中，L、L1、L2、L3和L4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；
可选地，L、L1、L2、L3和L4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为3～6的三烷基硅基、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。
4.根据权利要求1或2所述的有机化合物，其中，L、L1、L2、L3和L4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；
可选地，L、L1、L2、L3和L4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、吡啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。
5.根据权利要求1或2所述的有机化合物，其中，L、L1、L2、L3和L4各自独立地各自独立地选自单键或者如下基团：
Figure FDA0003521788910000013
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4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、取代或未取代的菲基、取代或未取代的蒽基、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、式2所示的基团，且Ar1和Ar3中的至少一个选自式2所示的基团；
可选地，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、三甲基硅基、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。
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其中，Ar1和Ar3相同或不同，各自独立地选自如下基团构成的组：
Figure FDA0003521788910000021
Figure FDA0003521788910000022
且Ar1和Ar3中至少一个选自
Figure FDA0003521788910000023
Ar2和Ar4相同或不同，各自独立地选自如下基团构成的组：
Figure FDA0003521788910000024
8.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：
Figure FDA0003521788910000025
Figure FDA0003521788910000031
Figure FDA0003521788910000041
Figure FDA0003521788910000051
Figure FDA0003521788910000061
Figure FDA0003521788910000071
Figure FDA0003521788910000081
Figure FDA0003521788910000091
Figure FDA0003521788910000101
Figure FDA0003521788910000111
9.电子元件，所述电子元件包括阳极、阴极，以及介于阳极与阴极之间的功能层，其特征在于，所述功能层包含权利要求1～8中任一项所述的有机化合物；
可选地，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包括所述有机化合物。
10.根据权利要求9所述的电子元件，其中，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件；
可选地，所述有机电致发光器件为蓝色有机电致发光器件。
11.电子装置，其特征在于，包括权利要求9或10所述的电子元件。
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