有机化合物及其制备方法、有机化合物的应用与流程

本技术涉及有机发光材料，尤其涉及一种有机化合物、该有机化合物的制备方法及该有机化合物的应用。

背景技术：

1、由于有机半导体材料在化学合成上具有多样性，而且大规模生产时制造成本相对较低，同时具有优良的光学与电学性能等，其在光电器件，特别是有机发光二极管(oled)方面具有很大的潜力。

2、通常的有机电致发光器件(例如oled发光器件)具有多层结构，包括两个电极膜层，以及叠设在两个电极膜层之间的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等多层有机材料层。作为电致发光器件，当对oled发光器件的两端电极施加电压，则由正极向有机材料层注入空穴，同时由负极向有机材料层注入电子，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会发出光。这种有机电致发光器件具有自发光、高亮度、高效率、低驱动电压、广视角、高对比度以及高响应性等特性。

3、现有作为有机发光显示器用的发光材料，主要包括荧光材料、磷光材料及热活化延迟荧光(tadf)材料等，但以上传统的发光材料至少存在以下缺陷：传统的发光材料的发光光谱半峰宽(fwhm)较宽，器件的显示效果色纯度低，难以实现深蓝光，不满足高显色指数显示技术的要求，且器件发光效率较低，不利于实现显示器件的低功耗与长使用寿命等。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决以上缺陷中的至少之一，有必要提供一种有机化合物、该有机化合物的制备方法及该有机化合物的应用，该有机化合物应用于有机器件中，能够使有机器件兼具高的发光效率、窄的发光光谱fwhm及较长的工作寿命等。

2、本技术实施例第一方面提供了一种有机化合物，所述有机化合物具有如式(i)的结构通式：

3、其中，a环、a环-y结构、b环、b环-z结构和r中的至少一个具有如式(ii)所示的结构，

4、

5、其中，式(ii)结构中的g环和h环不存在或至少有一个存在；

6、a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环，分别独立地选自取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基，或取代或未取代的稠环结构；

7、w选自c(r1,r2)、n-r3、p、p＝o或al；

8、x选自b、n、p、p＝o或al；

9、y、z分别独立地选自c＝o、n-r4、o、s、se、p、p＝o或p＝s，当y和z同时出现时，y和z的至少之一为n-r4；

10、r和r1-r4分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合；

11、n为大于或等于0的整数。

12、本技术实施例合成了一种基于类似硼-氮环结构的新型有机化合物，x位点与y、z和w位点分别处于同一共轭六元环的对位，使x分别与y、z和w形成具有多重共轭效应的超共轭效应，使最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital，homo)和最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital，lumo)在a环、b环和c环上实现定域化，从而产生有效率的反系间穿越，进而提高新型有机化合物的发光效率(发光效率最大可到100％)。定义式(i)中未引入式(ii)所示结构时所具有的结构为基础环结构，本技术通过(1)在所述基础环结构的骨架中引入式(ii)所示的环结构，和/或(2)式(ii)所示的环结构作为修饰基团引入所述基础环结构的特定位点上这三种方法，从而实现了所述有机化合物光色的调整，发光光谱的半峰宽(fwhm)的收窄，发光效率的提高及发光寿命的延长等。

13、关于(1)，在所述基础环结构的骨架中引入式(ii)所示的环结构，使其成为所述基础环结构骨架刚性共轭平面的一部分，且式(ii)所示的环结构的引入，可以延长整体分子的共轭长度，式(ii)所示的环结构上的电子云也会参与分子整体的超共振效应，能有效减小所述有机化合物发光光谱的fwhm，而且还能使所述有机化合物的光谱与所述基础环结构相比具有足够程度上的红移，以将光色由蓝光区域调节到绿光区域，实现高显色指数的绿光发射；且式(ii)所示的环结构中d环、e环、f环、g环以及w稠合成环，减少了式(ii)所示的环结构内部自由基团的数量，有效抑制式(ii)所示的环结构的振动与旋转自由度，增加了所述有机化合物分子的平面性，有利于进一步收窄所述有机化合物发光光谱的fwhm。

14、关于(2)，由于式(ii)所示的环结构作为修饰基团，引入所述基础环结构的特定位点上，可以有效调节所述有机化合物的前线轨道能级，并通过式(ii)所示的环结构较强的给电子能力，以增强所述基础环结构刚性共轭平面的多重共振效应，且式(ii)所示的环结构能有效抑制其自身的旋转与振动，从而对光色进行调节并收窄发光光谱fhwm，实现高效窄fhmw的蓝光发射。

15、结合第一方面，在一些实施例中，a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环分别独立地选自取代或未取代的c6-c30芳基、或取代或未取代的c5-c30杂芳基，或取代或未取代的c10-c30的稠环结构。

16、结合第一方面，在一些实施例中，r4每次出现时，r4和与之相邻的a环或b环连接或稠合成环。

17、通过将y和z至少之一上的取代基(r4)和与之邻接的a环或b环上键结并稠合成环，能进一步延伸所述有机化合物的共轭长度，进一步有效抑制y、z、a环及b环上自由取代基的振动与旋转自由度，进一步增加所述有机化合物分子的平面性，以进一步提高发光效率，同时有利于进一步收窄所述有机化合物发光光谱的fwhm。

18、结合第一方面，在一些实施例中，a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环中每次出现至少两个取代基时，邻接的至少两个所述取代基之间相互连接或稠合成环。

19、通过将a环、b环、c环、d环、e环、f环以及g环上邻接的至少两个取代基之间相互连接或稠合，并与连接这些取代基的母核共同形成环状结构(例如芳基环或杂芳基环或稠环结构)，通过将多个共轭系比较小的芳基、杂芳基或稠环等结构通过位于这些环结构上的取代基加以键结并稠合成环，能进一步延伸共轭长度，进一步减少自由芳基或杂芳基等环结构的数量，有效抑制自由芳基或杂芳基等环结构的振动与旋转自由度，进一步增加了分子的平面性，由此，基态与激发态的轨道的重叠增大，迁移概率增加，发光效率提高，共轭延伸会引起发光波长的长波长化，且有利于进一步收窄新型有机化合物发光光谱的fwhm。

20、结合第一方面，在一些实施例中，所述取代基分别独立地选自芳基、杂芳基、稠环、直链烷基、支链烷基、脂环烃基、烷氧基、烯丙基、氰基、卤素、氢以及氘中的一种或多种的组合。

21、结合第一方面，在一些实施例中，所述取代基分别独立地选自c6-c30芳基、c5-c30杂芳基、c10-c30稠环、c1-c8直链烷基、c1-c8支链烷基、c3-c10脂环烃基、c1-c8烷氧基、烯丙基、氰基、卤素、氢以及氘中的一种或多种的组合。

22、结合第一方面，在一些实施例中，式(ii)具有如下式(iii)、式(iv)或式(v)所示的结构：

23、

24、结合第一方面，在一些实施例中，所述有机化合物具有式(vi)、式(vii)、式(viii)、式(ix)、式(x)、式(xi)、式(xii)、式(xiii)或式(xiv)的结构：

25、

26、

27、其中，v1选自c-r5或n-r6；

28、r5和r6分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合。

29、结合第一方面，在一些实施例中，a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环分别独立地选自如下结构中的一种或多种的组合：

30、

31、其中，v选自c-r7或n-r8；

32、q选自b-r9、c(＝o)、n-r10、o、s、p、p＝o或p＝s；

33、r7-r10分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合。

34、结合第一方面，在一些实施例中，所述式(iii)所示的化合物为所述式(iv)所示的化合物为式(v)所示的化合物为

35、本技术实施例第二方面提供了一种有机化合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

36、利用化合物取代化合物中的x2或x3，得到中间体其中，x1、x2和x3分别独立地选自卤原子；

37、a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环分别独立地选自取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基，或取代或未取代的稠环结构；

38、w选自c(r1,r2)、n-r3、p、p＝o或al；

39、y、z分别独立地选自c＝o、n-r4、o、s、se、p、p＝o或p＝s，当y和z同时出现时，y和z的至少之一为n-r4；

40、r和r1-r4分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合；

41、n为大于或等于0的整数；以及

42、将中间体与含有x的化合物反应，得到有机化合物其中x选自b、n、p、p＝o或al。

43、本技术实施例第三方面提供了另一种有机化合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

44、利用化合物取代化合物中的x2和x3，得到中间体其中，x1、x2和x3分别独立地选自卤原子；

45、a环、b环、c环、d环、e环、f环、g环以及h环分别独立地选自取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基，或取代或未取代的稠环结构；

46、w选自c(r1,r2)、n-r3、p、p＝o或al；

47、y、z分别独立地选自c＝o、n-r4、o、s、se、p、p＝o或p＝s，当y和z同时出现时，y和z的至少之一为n-r4；

48、r和r1-r4分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合；以及

49、将中间体与含有x的化合物反应，得到有机化合物其中x选自b、n、p、p＝o或al。

50、本技术实施例第四方面提供了一种聚合物，所述聚合物包含至少一个第一重复单元，所述第一重复单元衍生自至少一种本技术实施例第一方面所述的有机化合物或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物。

51、结合第四方面，在一些实施例中，所述聚合物还包括至少一个区别于所述第一重复单元的第二重复单元。

52、结合第四方面，在一些实施例中，所述第二重复单元选自以下重复单元中的至少一种：

53、

54、其中，r’分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合。

55、本技术实施例第五方面提供了另一种聚合物，所述聚合物包括聚合物分子主链和连接于所述聚合物分子主链上的支链，所述支链衍生自本技术实施例第一方面所述的有机化合物或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物。

56、结合第五方面，在一些实施例中，所述聚合物包括以下重复单元中的至少一种：

57、

58、其中，r”分别独立地选自h、d、c1-c20直链烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20硫代烷氧基、c3-c20支链烷基、c3-c20环状烷基、c3-c20支链烷氧基、c3-c20环状烷氧基、c3-c20支链硫代烷氧基、c3-c20环状硫代烷氧基、甲硅烷基、c1-c20酮基、c2-c20烷氧基羰基、c7-c20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、cf3、cl、br、f、i、可交联的基团、具有5至60个环原子的取代芳基、具有5至60个环原子的未取代芳基、具有5至60个环原子的取代杂芳基、具有5至60个环原子的未取代杂芳基、具有5至60个环原子的芳氧基、以及具有5至60个环原子的杂芳氧基中的一种或多种的组合。

59、本技术实施例第六方面提供了一种组合物，所述组合物包括有机溶剂，以及至少一种本技术实施例第一方面所述的有机化合物、或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物、或至少一种本技术实施例第四方面所述的聚合物、或至少一种第五方面所述的聚合物。

60、本技术实施例第七方面提供了一种混合物，包括有机功能材料，以及至少一种本技术实施例第一方面所述的有机化合物、或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物、或至少一种本技术实施例第四方面所述的聚合物、或至少一种第五方面所述的聚合物、或至少一种本技术实施例第六方面所述的组合物，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，发光体以及主体材料中的至少一种。

61、本技术实施例第八方面提供了一种器件，包含至少一功能层和两电极，所述至少一功能层位于两所述电极之间，至少一所述功能层包含至少一种本技术实施例第一方面所述的有机化合物、或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物、或至少一种本技术实施例第四方面所述的聚合物、或至少一种第五方面所述的聚合物、或至少一种本技术实施例第六方面所述的组合物、或至少一种本技术实施例第七方面所述的混合物。

62、结合第八方面，在一些实施例中，所述器件为有机发光器件，所述至少一功能层包括一发光层，所述发光层的客体材料包括至少一种本技术实施例第一方面所述的有机化合物、或采用本技术实施例第二方面或第三方面所述的有机化合物的制备方法制备的有机化合物、或至少一种本技术实施例第四方面所述的聚合物、或至少一种第五方面所述的聚合物。

63、本技术通过将所述的有机化合物应用到有机发光器件中，能使有机发光器件兼具高的发光效率、高色纯度、较高的器件稳定性及较长的器件工作寿命等。

64、本技术实施例第九方面提供了一种显示装置，所述显示装置包括控制系统和至少一个如本技术实施例第八方面所述的器件，所述控制系统用于控制所述器件。

65、本技术实施例第十方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括壳体和设于所述壳体上的本技术实施例第九方面所述的显示装置。