本發(fā)明屬于有機發(fā)光材料,具體涉及一種有機化合物及其應(yīng)用、包含其的有機電致發(fā)光器件。
背景技術(shù):
1、目前,采用有機材料的光電設(shè)備正變得越來越受歡迎。制造這類設(shè)備所用的絕大多數(shù)材料相對無機器件更具有成本優(yōu)勢(有機材料的價格便宜)。目前在顯示與照明領(lǐng)域的有機電致發(fā)光器件(oled器件)結(jié)構(gòu)中,一般采用紅色熒光材料搭配紅色磷光材料、綠色磷光材料使用,相對于紅/綠色發(fā)光材料,藍色發(fā)光材料的開發(fā)具有更高的難度。
2、近來,現(xiàn)有技術(shù)cn112645968a、cn112174992a等報道了一類基于b-n共振結(jié)構(gòu)的tadf(thermally?activated?delayed?fluorescence,熱活化延遲熒光)的多重共振熒光化合物,該類化合物由b、n以及苯環(huán)構(gòu)成了剛性多環(huán)的芳香族骨架,氮原子具有與硼原子相反的共振效應(yīng),且在其對位的位置上相反的共振效應(yīng)會增強;因此,這種效應(yīng)可以很明顯地分離homo和lumo軌道,因而具有一定的tadf特性。盡管這一系列材料具有廣闊的應(yīng)用前景,但是由于存在著嚴重的分子內(nèi)轉(zhuǎn)動,使得這一類材料由于振轉(zhuǎn)能級損失能量,造成外量子效率不高。此外,即使如現(xiàn)有技術(shù)中公開的,部分化合物結(jié)構(gòu)中使用二甲基芴結(jié)構(gòu)抑制分子內(nèi)轉(zhuǎn)動能級,但也由于電荷傳輸不平衡造成器件壽命較差;因此,該類有機電致發(fā)光材料在發(fā)光性能方面還有很大的改進余地,業(yè)界亟需開發(fā)新的藍光發(fā)光材料體系以滿足有機電致發(fā)光器件在發(fā)光效率和壽命等方面的提升需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種有機化合物及其應(yīng)用、包含其的有機電致發(fā)光器件,通過分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計,使所述有機化合物具有優(yōu)良的光電特性,可作為tadf材料用于有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層,使器件具有高的發(fā)光效率和更長的壽命。
2、為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供一種有機化合物,所述有機化合物具有如式i所示結(jié)構(gòu):
4、
5、式i中,x選自o、s或nr0中的任意一種。
6、式i中,ar1、ar2中的一個為式a所示結(jié)構(gòu)的基團ra,另一個為式b所示結(jié)構(gòu)的基團rb;
7、
8、——*代表基團的連接位點。
9、式i中,z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8、z9、z10、z11各自獨立地選自cr5或n;多個(例如2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個)cr5中的r5為相同或不同的基團。
10、式a中,u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7、u8、u9各自獨立地選自cr6或n;多個(例如2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個)cr6中的r6為相同或不同的基團。
11、式b中,y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8、y9各自獨立地選自cr7、c或n中的任意一種,且所述y1、y2、y3、y4和y5中有1個為c,所述y6、y7、y8和y9中有1個為c,2個c通過單鍵相連。多個(例如2個、3個、4個、5個、6個、7個)cr7中的r7為相同或不同的基團。
12、m1、m2各自獨立地選自o、cr8r9或nr10中的任意一種。
13、r0、r1、r2、r3、r4、r8、r9、r10各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c20直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c60芳基、取代或未取代的c3-c60雜芳基中的任意一種。
14、r5各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c20直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9環(huán)烷基、鹵素、氰基、硝基、羥基、酯基、取代或未取代的c6-c60芳基、取代或未取代的c3-c60雜芳基中的任意一種;r5各自獨立地與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接。
15、本發(fā)明中,“r5與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接”意指r5僅與c原子通過單鍵連接,不與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生稠環(huán);下文涉及到相同描述時,均具有相同的含義,不再一一贅述。
16、r6、r7各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c20直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c9雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c20烯基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c2-c20烯氧基、鹵素、氰基、硝基、羥基、酯基、取代或未取代的c6-c60芳基氨基、取代或未取代的c3-c60雜芳基氨基、取代或未取代的c6-c60芳基、取代或未取代的c3-c60雜芳基中的任意一種。
17、式a中,所述u1-u4中的r6與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接;即式a中r6僅與c原子通過單鍵連接,不與相鄰的環(huán)連接/稠合,式a中u1所在的環(huán)為六元單環(huán)。
18、r0、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10中所述取代的取代基各自獨立地選自c1-c10直鏈或支鏈烷基、c3-c9環(huán)烷基、c2-c10烯基、鹵素、氰基、硝基、羥基、酯基、c6-c20芳基、c3-c20雜芳基中的任意一種或至少兩種的組合。
19、本發(fā)明中,所述“取代或未取代”的基團,可以取代有一個取代基,也可以取代有多個取代基,當(dāng)取代基為多個(至少2個)時,可以為相同或不同的取代基;下文涉及到相同的表達方式時,均具有同樣的含義。如無特殊說明,則取代基的選擇范圍如上所示,不再贅述。
20、本發(fā)明提供的有機化合物的分子結(jié)構(gòu)如式i所示,其母核結(jié)構(gòu)中包含b-n多重共振結(jié)構(gòu),具有良好的熱活化延遲熒光(tadf)特性;母核結(jié)構(gòu)的一個n原子上連有式a所示結(jié)構(gòu)的基團ra,另一個n原子上連有式b所示結(jié)構(gòu)的基團rb,通過特定的母核結(jié)構(gòu)與基團ra、rb的復(fù)配,在有效增強所述有機化合物的電荷穩(wěn)定性的同時,還增強了電荷傳輸性質(zhì),從而降低包含其的器件的電壓,提高發(fā)光效率和壽命,并降低了有機化合物的升華溫度和降解風(fēng)險,更利于真空蒸鍍工藝。進一步地,所述ra中u5所在的芳香環(huán)與ra與n原子的連接位點處于鄰位,可以明顯增強c-n鍵的鍵能,抑制材料分子在高電流密度中的解離現(xiàn)象,從而提升了包含所述有機化合物的器件的發(fā)光效率和壽命;同時,所述rb中包含添加稠合烷基/雜環(huán)烷基的芳香性結(jié)構(gòu),可以降低所述有機化合物的升華溫度,提高電荷傳輸性質(zhì)。因此,本發(fā)明通過b-n母核結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其與n原子上特定結(jié)構(gòu)的ra、rb基團的復(fù)配,賦予所述有機化合物優(yōu)異的光電特性,使其具有更好的電荷傳輸性質(zhì)和電荷穩(wěn)定性,其用于有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層,使器件具有更高的色純度,能夠抑制高電流密度下的效率滾降,提高光取出率,從而提升器件的發(fā)光效率和壽命,降低電壓,提升器件的綜合發(fā)光性能。
21、進一步地,本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),如果在母核結(jié)構(gòu)的c原子上連接至少一個取代或未取代的環(huán)烷基(包括單鍵連接或稠合連接);或母核結(jié)構(gòu)中的n上直接連接可能會造成化合物的外量子效率降低。
22、需要說明的是,本發(fā)明中為了便于說明對各個基團/特征可能的作用分別進行了描述,但這并不表示這些基團/特征是孤立地起作用的。實際上,獲得良好性能的本質(zhì)原因上是整個分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合,是各個基團之間協(xié)同作用的結(jié)果,而不是單一基團/特征的效果。
23、以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,但不作為對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案,可以更好的達到和實現(xiàn)本發(fā)明的目的和有益效果。
24、本發(fā)明中,所述鹵素均可以為氟、氯、溴或碘。下文涉及到相同的描述,均具有相同的含義。
25、本發(fā)明中,對于化學(xué)元素的表述,若無特別說明,則包含化學(xué)性質(zhì)相同的同位素的概念,例如,氫(h)則包括1h(氕)、2h(氘,d)、3h(氚,t)等;碳(c)則包括12c、13c等。
26、本發(fā)明中,若無特別說明,雜芳基的雜原子選自n、o、s、p、b、si或se,優(yōu)選n、o或s。
27、本發(fā)明中,“—”劃過的環(huán)結(jié)構(gòu)的表達方式,表示連接位點于該環(huán)結(jié)構(gòu)上任意能夠成鍵的位置。
28、本發(fā)明中,“——*”、“*”均表示基團的連接位點。
29、在本發(fā)明中,ca-cb的表達方式代表該基團具有的碳原子數(shù)為a-b,若無特殊說明,該碳原子數(shù)不包括取代基的碳原子數(shù)。
30、在本發(fā)明中,“各自獨立地”表示其主語具有多個時,彼此之間可以相同也可以不同。
31、本發(fā)明中,所述c1-c20均可以為c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。
32、所述c3-c9均可以為c4、c5、c6、c7或c8等。
33、所述c6-c60均可以為c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28、c30、c32、c34、c36、c38、c40、c42、c44、c46、c48、c50、c52、c54、c56或c58等。
34、所述c3-c60均可以為c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16、c18、c20、c22、c24、c26、c28、c30、c32、c34、c36、c38、c40、c42、c44、c46、c48、c50、c52、c54、c56或c58等。
35、所述c2-c20均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18或c19等。
36、所述c1-c10均可以為c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9等。
37、所述c2-c10均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8或c9等。
38、所述c3-c9均可以為c4、c5、c6、c7或c8等。
39、所述c2-c9均可以為c3、c4、c5、c6、c7或c8等。
40、所述c6-c20均可以為c6、c9、c10、c12、c14、c16或c18等。
41、所述c3-c20均可以為c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c16或c18等。
42、本發(fā)明中,所述c1-c20直鏈或支鏈烷基,優(yōu)選c1-c16直鏈或支鏈烷基,更進一步優(yōu)選c1-c10直鏈或支鏈烷基,示例性地包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、新己基、2-乙基己基、正辛基、正庚基、正壬基、正癸基等。
43、所述c1-c20烷氧基的具體例,可以舉出上述直鏈或支鏈烷基的例子與o連接而得到的一價基團。
44、所述c3-c9環(huán)烷基,包括單環(huán)烷基或多環(huán)烷基。其中,單環(huán)烷基是指含有單個環(huán)狀結(jié)構(gòu)的烷基,多環(huán)烷基是指兩個或兩個以上的環(huán)烷基通過共享一個或多個環(huán)上碳原子所組成的結(jié)構(gòu);示例性地包括但不限于:環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、等。
45、所述c2-c9雜環(huán)烷基的具體例,可以舉出上述環(huán)烷基中的至少1個環(huán)c原子被雜原子替換而得到的一價基團,其中雜原子包括o、s、n、p等;示例性地包括但不限于:環(huán)氧基、四氫呋喃基、四氫噻吩基、四氫吡咯基、四氫吡喃基、二氧六環(huán)基或嗎啉基等。
46、所述c2-c20烯基,優(yōu)選c2-c10烯基,其中包含至少一個c=c,示例性地包括但不限于:乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、丁二烯基、戊二烯基等。
47、所述c2-c20烯氧基的具體例,可以舉出上述烯基的例子與o連接而得到的一價基團。
48、本發(fā)明中,所述c6-c60芳基,優(yōu)選c6-c30芳基,進一步優(yōu)選c6-c20芳基,包括單環(huán)芳基和稠環(huán)芳基;所述單環(huán)芳基意指基團中含有至少1個苯基,當(dāng)含有至少2個苯基時,苯基之間通過單鍵相連,示例性地包括但不限于:苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、四聯(lián)苯基等;所述稠環(huán)芳基意指基團中含有至少2個芳環(huán),且芳環(huán)之間共用兩個相鄰的碳原子互相稠合的基團,示例性地包括但不限于:萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基及其衍生物(9,9-二甲基芴基、9,9-二乙基芴基、9,9-二丙基芴基、9,9-二丁基芴基、9,9-二戊基芴基、9,9-二己基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9-二萘基芴基、螺二芴基、苯并芴基等)、熒蒽基、三亞苯基、芘基、苝基、基、并四苯基、苊烯基、苯并苊烯基等。需要說明的是,通過單鍵連接的單環(huán)芳基和稠環(huán)芳基同樣屬于芳基的范圍,例如苯基萘基、萘基苯基、萘基萘基、苯基萘基苯基等。
49、所述c3-c60雜芳基,優(yōu)選c6-c30雜芳基,進一步優(yōu)選c3-c20雜芳基,包括單環(huán)雜芳基或稠環(huán)雜芳基。所述單環(huán)雜芳基意指分子中含有至少一個雜芳基,當(dāng)分子中含有一個雜芳基和其他基團(如芳基、雜芳基等)時,雜芳基和其他基團之間通過單鍵進行連接,示例性地包括但不限于:吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、噠嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、聯(lián)吡啶基、苯基吡啶基、吡啶基苯基等。所述稠環(huán)雜芳基意指分子中至少含有一個芳雜環(huán)和一個芳香性環(huán)(芳雜環(huán)或芳環(huán)),且二者之間共用兩個相鄰的原子互相稠合的基團,示例性地包括但不限于:喹啉基、異喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、異苯并呋喃基、異苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基及其衍生物(n-苯基咔唑基、n-萘基咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、氮雜咔唑基等)、吖啶基、吩噻嗪基、吩惡嗪基、氫化吖啶基等。需要說明的是,通過單鍵連接的雜芳基和雜芳基、通過單鍵連接的芳基和雜芳基同樣屬于雜芳基的范圍,例如苯基吡啶基、苯基嘧啶基、二苯基吡啶基、二苯基嘧啶基等。
50、本發(fā)明中,所述c6-c60芳基氨基的具體例,為-nh2中的至少一個氫被上述芳基取代而到的一價基團,示例性地包括但不限于:苯基氨基、甲基苯基氨基、萘基氨基、蒽基氨基、菲基氨基、聯(lián)苯基氨基等。所述c3-c60雜芳基氨基的具體例,為-nh2中的至少一個氫被上述雜芳基取代而到的一價基團,示例性地包括但不限于:吡啶基氨基、嘧啶基氨基、二苯并呋喃基氨基等。
51、優(yōu)選地,式i中,所述x為o或s,進一步優(yōu)選為s。
52、優(yōu)選地,所述有機化合物具有如式ii-1或式ii-2所示結(jié)構(gòu):
53、
54、其中,z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8、z9、z10、z11具有與式i中相同的限定范圍;u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7、u8、u9具有與式a中相同的限定范圍;y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8、y9、m1、m2、r1、r2、r3、r4具有與式b中相同的限定范圍。
55、優(yōu)選地,所述z1、z2、z3和z4中至多有1個(0或1)為n;和/或,所述z5、z6、z7和z8中至多有1個(0或1)為n;和/或,所述z9、z10和z11中至多有1個(0或1)為n。
56、優(yōu)選地,所述z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8、z9、z10、z11各自獨立地選自cr5。
57、優(yōu)選地,所述z1、z2、z3、z4、z5、z6、z7、z8、z9、z10和z11中ch的個數(shù)為6-11個,例如ch的個數(shù)可以為6、7、8、9、10或11,進一步優(yōu)選8個。
58、優(yōu)選地,所述z1、z4、z5、z6、z8、z9和z11為ch;所述z2、z3、z7、z10各自獨立地選自cr5。
59、優(yōu)選地,所述r5各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種,進一步優(yōu)選氫、c1-c5直鏈或支鏈烷基、c5-c9環(huán)烷基中的任意一種。
60、示例性地,所述r5各自獨立地選自氫、甲基或如下基團中的任意一種:
61、
62、優(yōu)選地,所述r5各自獨立地選自氫、甲基、中的任意一種;——*代表基團的連接位點。
63、優(yōu)選地,式a中,所述u1、u2、u3和u4中至多有1個(0或1)為n;和/或,所述u5、u6、u7、u8和u9中至多有3個(0、1、2或3)為n。
64、優(yōu)選地,所述u1、u2、u3、u4各自獨立地選自cr6;所述u5、u6、u7、u8、u9各自獨立地選自cr6或n;
65、優(yōu)選地,所述u5、u6、u7、u8和u9中n的個數(shù)≤2。
66、優(yōu)選地,所述ra選自中的任意一種;——*代表基團的連接位點。
67、r61、r62各自獨立地選自取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c9雜環(huán)烷基(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8等)、取代或未取代的c2-c10(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烯基、取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)烷氧基、取代或未取代的c2-c10(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烯氧基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種。
68、r61與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接,r62各自獨立地與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接或通過化學(xué)鍵連接成環(huán),且所述r62與r61所在的苯環(huán)不連接。
69、優(yōu)選地,所述r62與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接。
70、n1表示取代基r61的數(shù)目,選自0-4的整數(shù),例如可以為0、1、2、3或4。
71、n2、n3、n4均表示取代基r62的數(shù)目;其中,n2選自0-5的整數(shù),例如可以為0、1、2、3、4或5;n3選自0-4的整數(shù),例如可以為0、1、2、3或4;n4選自0-3的整數(shù),例如可以為0、1、2或3。
72、當(dāng)n1≥2時,多個r61為相同或不同的基團;當(dāng)n2≥2時,多個r62為相同或不同的基團;n3和n4同理,簡明起見,不再一一贅述。
73、優(yōu)選地,所述n1為0或1。
74、優(yōu)選地,當(dāng)n1為1時,所述r61位于——*所在c原子的對位,即ra選自中的任意一種。
75、優(yōu)選地,前述基團中,所述r61選自氫(即n1為0)、c1-c5直鏈或支鏈烷基、c5-c9環(huán)烷基中的任意一種,進一步優(yōu)選氫、甲基、中的任意一種,更進一步優(yōu)選氫、甲基、中的任意一種。
76、優(yōu)選地,所述r62與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接或通過化學(xué)鍵連接成環(huán)cy1;所述環(huán)cy1選自取代或未取代的c6-c12(例如c6、c9、c10等)脂環(huán)、取代或未取代的c4-c12(例如c5、c6、c9、c10等)脂雜環(huán)、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)芳環(huán)、取代或未取代的c3-c20(例如c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c18等)雜芳環(huán)中的任意一種,進一步優(yōu)選虛線代表環(huán)cy1的稠合位點。更優(yōu)選地,所述r62與相鄰的環(huán)結(jié)構(gòu)不連接。
77、優(yōu)選地,所述ra選自如下基團中的任意一種:
78、
79、進一步優(yōu)選地,所述ra選自如下基團中的任意一種:
80、
81、——*代表基團的連接位點。
82、優(yōu)選地,式b中,所述y1、y2、y3、y4和y5中至多有1個(0或1)為n;和/或,所述y6、y7、y8和y9各中至多有1個(0或1)為n。
83、優(yōu)選地,所述y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8、y9各自獨立地選自cr7或c,且所述y1、y2、y3、y4和y5中有1個為c,所述y6、y7、y8和y9中有1個為c,2個c通過單鍵相連。
84、優(yōu)選地,所述rb具有如式b-1所示結(jié)構(gòu):
85、
86、其中,——*代表基團的連接位點;式b-1中,m1、m2、r1、r2、r3、r4具有與式b中相同的限定范圍。
87、式b-1中,r71各自獨立地選自取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20雜芳基(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)中的任意一種。
88、m表示取代基r71的數(shù)目,選自0-4的整數(shù),例如可以為0、1、2、3或4;當(dāng)m≥2時,多個r71為相同或不同的基團。
89、優(yōu)選地,所述m選自0-2的整數(shù)。
90、優(yōu)選地,所述rb選自
91、
92、
93、中的任意一種;所述r71相同或不同,各自獨立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、c3-c9環(huán)烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基中的任意一種。
94、優(yōu)選地,所述r71各自獨立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基中的任意一種。
95、示例性地,所述r71各自獨立地選自取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、甲基、中的任意一種。
96、優(yōu)選地,r71中所述取代的取代基各自獨立地選自c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、鹵素、氰基中的任意一種,進一步優(yōu)選氟、c1-c5直鏈或支鏈烷基中的任意一種。
97、優(yōu)選地,所述r71各自獨立地選自甲基、中的任意一種;——*代表基團的連接位點。
98、優(yōu)選地,式b、式b-1中,所述m1、m2各自獨立地選自o或cr8r9。
99、優(yōu)選地,式b、式b-1中,所述r1、r2、r3、r4、r8、r9各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種,進一步優(yōu)選氫、c1-c5直鏈或支鏈烷基、c5-c9環(huán)烷基中的任意一種。
100、示例性地,所述r1、r2、r3、r4、r8、r9各自獨立地選自氫、甲基、
101、中的任意一種。
102、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,所述有機化合物具有如式iii-1或式iii-2所示結(jié)構(gòu):
103、
104、其中,x為o或s。
105、m1、m2各自獨立地選自o或cr8r9。
106、r1、r2、r3、r4、r51、r52、r53、r61、r8、r9各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種。
107、rar選自中的任意一種;——*代表基團的連接位點。
108、r62各自獨立地選自取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c9(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8等)雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c10(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烯基、取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)烷氧基、取代或未取代的c2-c10(例如c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9等)烯氧基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種。
109、r71各自獨立地選自取代或未取代的c1-c6(例如c2、c3、c4、c5等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c9(例如c4、c5、c6、c7、c8等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c20(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)芳基、取代或未取代的c3-c20(例如c3、c4、c5、c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16或c18等)雜芳基中的任意一種。
110、n2選自0-5的整數(shù),例如可以為0、1、2、3、4或5。
111、n3、m各自獨立地選自0-4的整數(shù),例如可以為0、1、2、3或4。
112、n4選自0-3的整數(shù),例如可以為0、1、2或3。
113、優(yōu)選地,所述r1、r2、r3、r4、r51、r52、r53、r61、r8、r9各自獨立地選自氫、c1-c5直鏈或支鏈烷基、c5-c9環(huán)烷基中的任意一種,更進一步優(yōu)選氫、c1-c5直鏈或支鏈烷基中的任意一種,示例性地包括但不限于:氫、甲基、中的任意一種。
114、優(yōu)選地,所述rar選自中的任意一種;進一步優(yōu)選中的任意一種。
115、優(yōu)選地,所述r71各自獨立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、c3-c9環(huán)烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基中的任意一種。
116、優(yōu)選地,r71中所述取代的取代基各自獨立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、c3-c9環(huán)烷基、鹵素、氰基中的任意一種。
117、優(yōu)選地,所述r71各自獨立地選自甲基、中的任意一種。
118、優(yōu)選地,所述有機化合物具有如下m1-m133中任一項所示的結(jié)構(gòu):
119、
120、
121、
122、
123、
124、
125、
126、
127、第二方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的有機化合物的應(yīng)用,所述有機化合物應(yīng)用于有機電子器件。
128、優(yōu)選地,所述有機電子器件包括有機電致發(fā)光器件、光學(xué)傳感器、太陽能電池、照明元件、有機薄膜晶體管、有機場效應(yīng)晶體管、有機薄膜太陽能電池、信息標簽、電子人工皮膚片材、片材型掃描器或電子紙,進一步優(yōu)選有機電致發(fā)光器件。
129、優(yōu)選地,所述有機電子器件包括有機電致發(fā)光器件。
130、優(yōu)選地,所述有機化合物在有機電致發(fā)光器件中作為發(fā)光層材料。
131、優(yōu)選地,所述有機化合物在有機電致發(fā)光器件中作為發(fā)光層的染料(又稱“摻雜材料”、“摻雜劑”、“客體材料”)。
132、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,所述有機化合物作為發(fā)光層的染料(發(fā)光材料),特別是作為藍光材料(藍光染料)具有良好的發(fā)光性能,能夠提高器件的壽命和外量子效率。
133、第三方面,本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光器件,所述有機電致發(fā)光器件包括第一電極、第二電極以及設(shè)置于所述第一電極與第二電極之間的至少一個有機層;所述有機層中包括至少一種如第一方面所述的有機化合物。
134、優(yōu)選地,所述有機電致發(fā)光器件為tadf有機電致發(fā)光器件或tasf(熱活化敏化熒光)有機電致發(fā)光器件。
135、優(yōu)選地,所述有機層中包括至少一種m1-m133所示結(jié)構(gòu)的有機化合物。
136、優(yōu)選地,所述有機層包括發(fā)光層,所述發(fā)光層中包括至少一種如第一方面所述的有機化合物,進一步優(yōu)選包括至少一種m1-m133所示結(jié)構(gòu)的有機化合物。
137、優(yōu)選地,所述發(fā)光層包括主體材料和染料(又稱“摻雜劑”、“摻雜材料”、“客體材料”),所述染料包括至少一種如第一方面所述的有機化合物。
138、優(yōu)選地,本發(fā)明提供的所述有機化合物作為發(fā)光層的熒光染料(熒光摻雜材料)。
139、優(yōu)選地,所述發(fā)光層中染料的質(zhì)量百分含量為0.1-10%,例如可以為0.2%、0.5%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%等,進一步優(yōu)選0.3-4%。
140、優(yōu)選地,所述發(fā)光層還包括敏化劑;由此,所述有機電致發(fā)光器件為tasf的oled器件。
141、優(yōu)選地,所述敏化劑包括熱活化延遲熒光材料、磷光發(fā)光材料中的任意一種或至少兩種的組合。
142、優(yōu)選地,所述有機層還包括空穴傳輸區(qū)和電子傳輸區(qū)。
143、優(yōu)選地,所述空穴傳輸區(qū)包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層中的任意一種或至少兩種的組合。
144、優(yōu)選地,所述電子傳輸區(qū)包括電子注入層、電子傳輸層、空穴阻擋層中的任意一種或至少兩種的組合。
145、在一個優(yōu)選技術(shù)方案中,所述有機電致發(fā)光器件(oled器件)包括第一電極和第二電極,以及位于電極之間的有機層。該有機層又可以分為多個區(qū)域,例如包括空穴傳輸區(qū)、發(fā)光層和電子傳輸區(qū);所述發(fā)光層包含至少一種如第一方面所述的有機化合物,進一步優(yōu)選包含至少一種m1-m133所示結(jié)構(gòu)的有機化合物。
146、在一個優(yōu)選技術(shù)方案中,所述有機電致發(fā)光器件包括依次設(shè)置的第一電極、多個發(fā)光功能層(有機層)和第二電極;所述有機層包括依次設(shè)置的空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子傳輸層和電子注入層,所述空穴注入層與第一電極(陽極)相接觸。所述有機層(優(yōu)選為發(fā)光層)包含至少一種如第一方面所述的有機化合物,進一步優(yōu)選包含至少一種m1-m133所示結(jié)構(gòu)的有機化合物。
147、在一個優(yōu)選技術(shù)方案中,在第一電極下方或者第二電極上方可以使用基板?;寰鶠榫哂袡C械強度、熱穩(wěn)定性、防水性、透明度優(yōu)異的玻璃或聚合物材料。此外,作為顯示器用的基板上也可以帶有薄膜晶體管(tft)。
148、第一電極可以通過在基板上濺射或者沉積用作第一電極的材料的方式來形成。當(dāng)?shù)谝浑姌O作為陽極時,可以采用銦錫氧(ito)、銦鋅氧(izo)、二氧化錫(sno2)、氧化鋅(zno)等氧化物透明導(dǎo)電材料和它們的任意組合。第一電極作為陰極時,可以采用鎂(mg)、銀(ag)、鋁(al)、鋁-鋰(al-li)、鈣(ca)、鐿(yb)、鎂-銦(mg-in)、鎂-銀(mg-ag)等金屬或合金以及它們之間的任意組合。
149、有機層可以通過真空熱蒸鍍、旋轉(zhuǎn)涂敷、打印等方法形成于電極之上。用作有機層的化合物可以為有機小分子、有機大分子或聚合物,以及它們的組合。
150、空穴傳輸區(qū)位于陽極和發(fā)光層之間。空穴傳輸區(qū)可以為單層結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層(htl),包括只含有一種化合物的單層空穴傳輸層和含有多種化合物的單層空穴傳輸層??昭▊鬏攨^(qū)也可以為包括空穴注入層(hil)、空穴傳輸層(htl)、電子阻擋層(ebl)中的至少一層的多層結(jié)構(gòu);其中hil位于陽極和htl之間,ebl位于htl與發(fā)光層之間。
151、空穴傳輸區(qū)的材料可以選自、但不限于酞菁衍生物如cupc、導(dǎo)電聚合物或含導(dǎo)電摻雜劑的聚合物如聚苯撐乙烯、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(pani/dbsa)、聚(3,4-乙撐二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸鹽)(pedot/pss)、聚苯胺/樟腦磺酸(pani/csa)、聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸鹽)(pani/pss)、芳香胺衍生物,其中芳香胺衍生物包括如下ht-1至ht-51所示的化合物;或者其任意組合。
152、
153、
154、
155、
156、空穴注入層位于陽極和空穴傳輸層之間??昭ㄗ⑷雽涌梢允菃我换衔锊牧?,也可以是多種化合物的組合。例如,空穴注入層可以采用上述ht-1至ht-51的一種或多種化合物,或者采用下述hi-1至hi-3中的一種或多種化合物;也可以采用ht-1至ht-51的一種或多種化合物摻雜下述hi-1至hi-3中的一種或多種化合物。
157、
158、發(fā)光層包括可以發(fā)射不同波長光譜的發(fā)光染料(即摻雜材料,dopant)和主體材料(host)。發(fā)光層可以是發(fā)射紅、綠、藍等單一顏色的單色發(fā)光層。多種不同顏色的單色發(fā)光層可以按照像素圖形進行平面排列,也可以堆疊在一起而形成彩色發(fā)光層。當(dāng)不同顏色的發(fā)光層堆疊在一起時,它們可以彼此隔開,也可以彼此相連。發(fā)光層也可以是能同時發(fā)射紅、綠、藍等不同顏色的單一彩色發(fā)光層。
159、根據(jù)不同的技術(shù),發(fā)光層材料可以采用熒光電致發(fā)光材料、磷光電致發(fā)光材料、熱活化延遲熒光發(fā)光材料等不同的材料。在一個oled器件中,可以采用單一的發(fā)光技術(shù),也可以采用多種不同的發(fā)光技術(shù)的組合。這些按技術(shù)分類的不同發(fā)光材料可以發(fā)射同種顏色的光,也可以發(fā)射不同種顏色的光。
160、在本發(fā)明的一方面,發(fā)光層采用熒光電致發(fā)光的技術(shù)。其發(fā)光層熒光主體材料可以選自、但不限于以下所羅列的bfh-1至bfh-17的一種或多種的組合。
161、
162、在本發(fā)明的一方面,其發(fā)光層周圍的阻擋層可選自、但不限于ph-1至ph-85中的一種或多種的組合:
163、
164、
165、
166、
167、本發(fā)明的一方面,電子阻擋層(ebl)位于空穴傳輸層與發(fā)光層之間。電子阻擋層可以采用、但不限于上述ht-1至ht-51的一種或多種化合物,或者采用、但不限于上述ph-47至ph-77的一種或多種化合物;也可以采用、但不限于ht-1至ht-51的一種或多種化合物和ph-47至ph-77的一種或多種化合物的混合物。
168、oled有機層還可以包括發(fā)光層與陰極之間的電子傳輸區(qū)。電子傳輸區(qū)可以為單層結(jié)構(gòu)的電子傳輸層(etl),包括只含有一種化合物的單層電子傳輸層和含有多種化合物的單層電子傳輸層。電子傳輸區(qū)也可以為包括電子注入層(eil)、電子傳輸層(etl)、空穴阻擋層(hbl)中的至少一層的多層結(jié)構(gòu)。
169、本發(fā)明的一方面,電子傳輸層材料可以選自、但不限于以下所列舉的et-1至et-73的一種或多種的組合。
170、
171、
172、
173、
174、本發(fā)明的一方面,空穴阻擋層(hbl)位于電子傳輸層與發(fā)光層之間??昭ㄗ钃鯇涌梢圆捎?、但不限于上述et-1至et-73的一種或多種化合物,或者采用、但不限于ph-1至ph-46中的一種或多種化合物;也可以采用、但不限于et-1至et-73的一種或多種化合物與ph-1至ph-46中的一種或多種化合物之混合物。
175、器件中還可以包括位于電子傳輸層與陰極之間的電子注入層,電子注入層材料包括但不限于以下列舉的一種或多種的組合:liq、lif、nacl、csf、li2o、cs2co3、bao、na、li、ca、mg、yb。
176、第四方面,本發(fā)明提供一種顯示裝置,所述顯示裝置包括如第三方面所述的有機電致發(fā)光器件。
177、優(yōu)選地,所述顯示裝置包括顯示屏或顯示面板。
178、相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
179、本發(fā)明提供的有機化合物中,通過b-n母核結(jié)構(gòu)和特定基團ra、rb的設(shè)計和相互復(fù)配,賦予所述有機化合物優(yōu)異的光電特性,使其具有更高的電荷傳輸性質(zhì)和電荷穩(wěn)定性,其作為tadf材料用于有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層,適合作為染料或敏化劑,尤其適于tadfoled或tasf?oled器件,使器件具有優(yōu)良的色純度和載流子傳輸性能,能夠抑制高電流密度下的效率滾降,有效提升器件的發(fā)光效率,延長器件壽命,降低電壓。