一种有机化合物及其应用的制作方法

本发明涉及一种有机化合物，具体为一种b-n类有机化合物，属于有机发光材料，本发明还同时涉及该化合物在有机电致发光器件中的应用。

背景技术：

1、近年来，基于有机材料的光电子器件已经变得越来越受欢迎。有机材料固有的柔性令其十分适合用于在柔性基板上制造，可根据需求设计、生产出美观而炫酷的光电子产品，获得相对于无机材料无以比拟的优势。此类有机光电子器件的示例包括有机发光二极管(oled)，有机场效应管，有机光伏打电池，有机传感器等。其中oled发展尤其迅速，已经在信息显示领域取得商业上的成功。oled可以提供高饱和度的红、绿、蓝三颜色，用其制成的全色显示装置无需额外的背光源，具有色彩炫丽，轻薄柔软等优点。

2、oled器件核心为含有多种有机功能材料的薄膜结构。常见的功能化有机材料有：空穴注入材料、空穴传输材料、空穴阻挡材料、电子注入材料、电子传输材料，电子阻挡材料以及发光主体材料和发光客体 (染料)等。通电时，电子和空穴被分别注入、传输到发光区域并在此复合，从而产生激子并发光。

3、人们已经开发出多种有机材料，结合各种奇特的器件结构，可以提升载流子迁移率、调控载流子平衡、突破电致发光效率、延缓器件衰减。出于量子力学的原因，常见的荧光发光体主要利用电子和空穴结合时产生的单线态激子发光，现在仍然广泛地应用于各种oled产品中。有些金属络合物如铱络合物，可以同时利用三线态激子和单线态激子进行发光，被称为磷光发光体，其能量转换效率可以比传统的荧光发光体提升高达四倍。热激发延迟荧光(tadf)技术通过促进三线态激子朝单线态激子的转变，在不采用金属配合物的情况下，仍然可以有效地利用三线态激子而实现较高的发光效率。热激发敏化荧光(tasf)技术则采用具tadf性质的材料，通过能量转移的方式来敏化发光体，同样可以实现较高的发光效率。

4、随着oled产品逐步进入市场，人们对这类产品的性能有越来越高的要求。当前使用的oled材料和器件结构无法完全解决oled产品效率、寿命、成本等各方面的问题。

5、因此本领域亟待开发一种能够提高器件发光效率、降低驱动电压、延长使用寿命的有机电致发光材料。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种有机化合物，特别在于提供一种有机电致发光材料，尤其在于提供一种电子阻挡层材料，所述化合物应用于有机电致发光器件，能够提高器件发光效率，降低驱动电压，可作为红光有机电致发光器件中的电子阻挡层材料。

2、为达此目的，本发明提供一种化合物，所述化合物具有式(1)所示的结构；

3、

4、式(1)中，l1、l2、l3、l4、l5各自独立地选自单键、取代或未取代的c6-c30的亚芳基、取代或未取代的c3-c30的亚杂芳基中的一种；

5、ar1、ar2、ar3、ar4各自独立地为取代或未取代的c6-c30的芳基、取代或未取代的c3-c30的杂芳基中的一种；ar5为取代或未取代的c6-c20的芳基；ar3与ar4之间连接或不连接，ar4与ar5之间连接或不连接；

6、上述l1、l2、l3、l4、l5、ar1、ar2、ar3、ar4和ar5中相邻的基团之间连接或不连接，且所述取代的取代基，各自独立地选自卤素、c1～c20直链或支链烷基、c3～c20环烷基、c3～c20杂环烷基、c1～c10烷氧基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟基、巯基、c1～c20烷基硅基、c1～c20烷基氨基、c6～c30芳基氨基、 c3～c30杂芳基氨基、c6～c30芳氧基、c3～c30杂芳氧基、c6～c60芳基或c3～c60杂芳基中的一种或至少两种的组合。

7、本发明如式(1)所示的化合物中，优选的，所述ar1、ar2不同时为联苯基或苯基，在该种优选情况下，更有利于提高所述化合物制备得到的器件的性能。

8、根据本发明一种优选实施方式，式(1)通式中，所述ar3、ar4、与ar5基团之间均互不连接。在该种优选情况下，更有利于提高所述化合物制备得到的器件的性能。

9、根据本发明一种优选实施方式，式(1)通式中，所述l3-ar3、l4-ar4与l5-ar5形成的基团之间均互不连接。具体地，本发明式(1)通式中，与n相连的母核苯基的邻位、间位、对位均存在取代基团，但上述邻位、间位、与对位之间的取代基团互不连接。在该种优选情况下，更有利于提高所述化合物制备得到的器件的性能。

10、进一步优选地，式(1)中，所述ar5为取代或未取代的c6-c18的芳基；再进一步优选地，所述ar5为取代或未取代的苯基；ar5中所述取代的取代基选自卤素、c1～c10直链或支链烷基、c3～c10环烷基、 c3～c10杂环烷基、c1～c10烷氧基、c1～c10烷基硅基、c1～c10烷基氨基、c6～c30芳基氨基、c3～c30杂芳基氨基、c6～c30芳氧基、c3～c30杂芳氧基、c6～c30芳基或c3～c30杂芳基中的一种或至少两种的组合。

11、在本发明中，所述“ar5为取代或未取代的c6-c20的芳基”中碳原子数的含义是指，如果ar5未经取代的话，ar5总的碳原子数为c6-c20；如果ar5含有取代基的话，则包含取代基在内的所有碳原子数的总和为c6-c20，例如为c6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。相应地，所述“ar5为取代或未取代的c6-c18的芳基”中碳原子数的含义是指，如果ar5未经取代的话，ar5总的碳原子数为 c6-c18；如果ar5含有取代基的话，则包含取代基在内的所有碳原子数的总和为c6-c18。根据本发明，优选地，所述“ar5为取代或未取代的苯基”中如果含有取代基的话，则包含取代基在内的碳原子总数小于18。

12、根据本发明，优选地，所述l1、l2、l3、l4、l5均选自单键。

13、进一步优选地，式(1)中，所述ar1、ar2、ar3、ar4各自独立地选自取代或未取代的下述基团中的任意一种，代表基团的连接处：

14、

15、再优选地，所述ar1、ar2、ar3、ar4中所述取代的取代基，各自独立地选自卤素、c1～c10直链或支链烷基、c3～c10环烷基、c1～c10烷氧基、c1～c10烷基硅基、c1～c10烷基氨基、c6～c30芳基氨基、c3～c30 杂芳基氨基、c6～c30芳氧基、c3～c30杂芳氧基、c6～c30芳基或c3～c30杂芳基中的一种或至少两种的组合。

16、进一步优选地，式(1)中，所述ar1、ar2中至少一个为取代或未取代的二苯并五元环结构，所述二苯并五元环的结构如式(2)所示，或者ar1、ar2中至少一个为烷基取代的c6-c30的芳基，所述烷基为c1～c20 直链或支链烷基或c3～c20环烷基；

17、

18、式(2)中，代表基团的连接处；x选自o、s、cr1r2、nr3或sir4r5中的至少一种，所述r1、 r2、r3、r4、r5各自独立地选氢、c1-c20的链状烷基、c3-c20环烷基、c2-c12烯基、c2-c12炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30杂芳基中的一种；优选地，所述x为o、s或cr1r2中的至少一种。

19、再进一步地，所述ar1、ar2中至少一个为如式(2)所示的二苯并五元环结构，或者ar1、ar2中至少一个为烷基取代的苯基，所述烷基为c1～c20直链或支链烷基或c3～c20环烷基。

20、更进一步优选地，当ar1、ar2各自独立地选自烷基取代的c6-c30的芳基时，所述烷基取代中的烷基选自叔丁基、环己基或下述基团中的任意一种，代表基团的连接处：

21、

22、进一步地，式(1)中，所述ar5为苯基；优选地，所述ar5为苯基，所述ar3、ar4中的一个为取代或未取代的苯基；再优选地，所述ar5为苯基，所述ar3、ar4为苯基。

23、根据本发明一种优选实施方式，所述x为o或s。在该种优选实施方式下，所述化合物制备得到的器件性能更好。

24、根据本发明一种优选实施方式，所述x为o。在该种优选实施方式下，所述化合物制备得到的器件性能更好。

25、根据本发明一种优选实施方式，所述x为s。在该种优选实施方式下，所述化合物制备得到的器件性能更好。

26、本说明书中，所述的“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。

27、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，在本说明书中，“各自独立地”表示其主语具有多个时，彼此之间可以相同也可以不同。

28、本说明书中的杂原子，通常指选自n、o、s、p、si和se中的原子或原子团，优选为n、o、s。

29、本说明书中，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 (h)”的表述，也包括化学性质相同的1h(氕或作h)、2h(氘或作d)的概念；碳(c)则包括12c、13c 等，不再赘述。

30、在本说明书中，作为卤素的例子可举出：氟、氯、溴、碘等。

31、在本说明书中，若无特别说明，芳基和杂芳基均包括单环和稠环的情况。

32、本说明书中，所述取代或未取代的c6-c60芳基包括单环芳基和稠环芳基，优选c6-c30芳基，进一步优选c6-c20芳基。所谓单环芳基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、联苯基、三联苯基等。具体而言，所述联苯基包括2- 联苯基、3-联苯基和4-联苯基；所述三联苯基包括对-三联苯基-4-基、对-三联苯基-3-基、对-三联苯基-2-基、间-三联苯基-4-基、间-三联苯基-3-基和间-三联苯基-2-基。稠环芳基是指分子中含有至少两个芳环，且芳环之间并不相互独立而是共用两个相邻的碳原子互相稠合的基团。示例性地如：萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、苝基、基、并四苯基及它们的衍生基团等。所述萘基包括1-萘基或2- 萘基；所述蒽基选自1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基；所述芴基选自1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基和9-芴基；所述芘基选自1-芘基、2-芘基和4-芘基；所述并四苯基选自1-并四苯基、2-并四苯基和9-并四苯基。所述芴的衍生基团选自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、9,9’-螺二芴和苯并芴基。

33、本说明书中提到的c3～c60杂芳基包括单环杂芳基和稠环杂芳基，优选c3-c30的杂芳基，进一步优选为c4-c20杂芳基，更优选为c5-c12杂芳基。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，单环杂芳基可举出例如：呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基等。稠环杂芳基是指分子中至少含有一个芳杂环和一个具有芳香性的环(芳杂环或芳环)，且二者之间并不相互独立而是共用两个相邻的原子互相稠合的基团。稠环杂芳基的例子可以举出：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、吖啶基、异苯并呋喃基、异苯并噻吩基、苯并咔唑基、氮杂咔唑基、吩噻嗪基、吩嗪基、9-苯基咔唑基、9-萘基咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基等。

34、本说明书中提到的c6～c30芳基氨基可举出例如：苯基氨基、甲基苯基氨基、萘基氨基、蒽基氨基、菲基氨基、联苯基氨基等。

35、本说明书中提到的c3～c30杂芳基氨基可举出例如：吡啶基氨基、嘧啶基氨基、二苯并呋喃基氨基等。

36、本说明书中，所述c1～c36直链或支链烷基，优选c1～c20直链或支链烷基，进一步优选c1～c16直链或支链烷基，更进一步优选c1～c10直链或支链烷基，示例性地包括但不限于：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、正庚基、正壬基、正癸基等。

37、本说明书中，所述c3～c20环烷基包括单环烷基和多环烷基；其中，单环烷基是指含有单个环状结构的烷基；多环烷基是指两个或者两个以上的环烷基通过共享一个或多个环上碳原子所组成的结构；所述c3-c20 环烷基可举例如：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基等。

38、在本说明书中，所述c3～c20杂环烷基，进一步优选c3～c10杂环烷基，即上述列举的环烷基中的至少 1个碳原子被杂原子(如o、s或n等)替换形成的基团，示例性地包括但不限于：四氢吡咯基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、哌啶基、二氧六环基等。

39、在本说明书中，作为所述取代或未取代的c1-c20烷氧基优选取代或未取代的c1-c10烷氧基的，c1-c10 烷氧基的例子可举出：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基等，其中优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、异戊氧基，更优选甲氧基。

40、本说明书中，所述芳氧基为可以举出的上述芳基与氧组成的一价基团，所述杂芳氧基为可以举出的上述杂芳基与氧组成的一价基团。所述c6～c30芳基氨基，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、联苯基氨基等。所述c3～c30杂芳基氨基，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。

41、优选地，所述化合物具有如下p1-p535所示的结构中的任意一种：

42、

43、

44、

45、

46、

47、

48、

49、

50、

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、

60、

61、

62、

63、

64、

65、

66、

67、

68、

69、本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的化合物的应用，所述化合物应用于有机电致发光器件，优选用作所述有机电致发光器件的电子阻挡层材料。

70、本发明的化合物作为有机电致发光器件的电子阻挡层材料时，能够有效提高发光效率、降低驱动电压，尤其适合作为红光电子阻挡层材料。

71、本发明的目的之三在于提供一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之间的有机层，所述有机层中含有目的之一所述的化合物；

72、优选地，所述有机层包括电子阻挡层，所述电子阻挡层中含有目的之一所述的化合物。

73、本发明的化合物不仅可以应用于有机电致发光器件，还可应用于其他类型的有机电子器件，包括有机场效应晶体管、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。

74、具体而言，本发明的另一个技术方案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、多个发光功能层和阴极层；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，所述电子阻挡层中含有至少一个上述的化合物。

75、本发明还公开了一种显示屏或显示面板，所述显示屏或显示面板中采用如上所述的有机电致发光器件；作为优选，所述显示屏或显示面板为oled显示器。

76、本发明还公开了一种电子设备，其中所述电子设备具有显示屏或显示面板，且所述显示屏或显示面板采用如上所述的有机电致发光器件。

77、本发明的有机化合物适宜用作有机电致发光器件中的电子阻挡层材料，这类化合物性能优异的具体原因尚不明确，推测可能是以下的原因：

78、相较于现有技术，本发明的这类有机化合物分子结构中，在母核中苯环的邻位、间位和对位分别引入取代基-ar3、-ar4和-ar5基团，且芳胺基团上取代各基团相互配合，不仅能够调节位阻大小，获得更优的空间结构以使分子在薄膜堆积时具有更优的排列，还能有效调控分子的扭曲度以降低分子结晶性，从而进一步提高器件的发光效率；在一种优选情况下，在母核中n原子上引入烷基取代的芳基，优选如4-叔丁基苯基，9,9-二甲基芴基等，能够有效调控分子的堆积致密度，优化化合物分子lumo和homo能级，能够改善化合物分子的折光性能，并有效阻挡oled器件中的激子向空穴层扩散，从而更有利于提高器件发光性能。

79、本发明的有机化合物具有空间结构更优、薄膜堆积形态更好的优点，适宜作为oled器件中的电子阻挡材料。采用本发明化合物所制备的器件性能显著提高，主要表现在降低电压，提高发光效率等方面。

80、另外，本发明化合物的制备工艺简单易行，原料易得，适合于量产放大。