有机化合物及包括该化合物的有机电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种有机化合物，更具体而言，涉及一种有机化合物及包括该化合物的有机电致发光器件。

背景技术

随着多媒体技术的发展及信息化要求的提高，对面板显示器性能的要求越来越高。其中，有机电致发光器件(OLED)具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、颜色丰富等一系列的优点，在新一代显示器和照明技术中的潜在应用而引起广泛注意，应用前景十分广阔。有机电致发光器件是自发的发光器件，OLED发光的机理是在外加电场作用下，电子和空穴分别从正负两极注入后在有机材料中迁移、复合并衰减而产生发光。OLED的典型结构包括阴极层、阳极层、电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、空穴传输层、空穴注入层和有机发光层中的一种或几种功能层。

尽管有机电致发光的研究进展非常迅速，但仍有很多亟待解决的问题，比如外量子效率(EQE)的提高，色纯度更高的新材料的设计与合成、高效电子传输/空穴阻挡新材料的设计与合成等。对于有机电致发光器件来说，器件的发光量子效率是各种因素的综合反映，也是衡量器件品质的一个重要指标。

发光可以分为荧光发光和磷光发光。在荧光发光中，单线态激发状态的有机分子跃迁至基态，由此发出光。另一方面，在磷光发光中，三线态激发状态的有机分子跃迁至基态，由此发出光。

目前来看，部分有机电致发光材料由于其性能优秀，已经在市场上有所应用，但作为有机电致发光器件中的主体材料，除了三线态能级要高于客体材料，防止激子跃迁释放的能量逆传递以外，更重要的是具有良好的空穴迁移性能。目前，主体材料中同时具有高三线态能级和良好空穴迁移率的材料仍然缺乏。因此，如何设计新的性能更好的主体材料，一直是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机化合物及包括该化合物的有机电致发光器件。本发明的有机电致发光器件具有降低的驱动电压、优异的发光效率和寿命。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种有机化合物，其结构如式1所示：

其中，R1为取代或未取代的C1～C20烷基、取代或未取代的C6～30芳基或取代或未取代的C3～C30杂芳基。

Ar1选自由以下组成的群组：

其中，R

优选地，所述的有机化合物选自由以下组成的群组：

本发明又提供了一种有机电致发光器件，其按顺次包括沉积的阳极、有机层和阴极，其中所述有机层为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层或电子注入层中至少一层，其中所述有机层包含本发明的有机化合物。

优选地，其中所述有机层还包含掺杂化合物。

更优选地，其中所述有机化合物与所述掺杂化合物的重量比为1：99～99：1。

本发明提供一种含有机化合物，该含有机化合物具有式1所示结构，有机化合物结构中的富电子的杂环链接结构整个化合物分子的光电性质产生很大的影响，有利于减少不必要的振动能量损失，实现高效的发光性能。通过调节取代基基团，使络合物具有更好的热稳定性和化学性质。本发明的一种有机化合物，制备方法简单，原料易得，能够满足工业化需求。

将有机化合物制备成器件，尤其是作为主体材料，器件表现出驱动电压低、发光效率高的优点，优于现有常用OLED器件。

具体实施方式

本发明还提供上述一种有机化合物在有机电致发光器件中的应用。

优选的，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极以及位于阳极与阴极之间的若干个有机能层，所述的有机功能层含有所述的一种有机化合物。

本发明的有机电致发光器件优选包括阳极、阴极以及位于阳极和阴极之间的多个有机功能层。其中，术语“有机功能层”是指有机电致发光器件中阳极和阴极之间设置的全部层，该有机功能层可以是具有空穴特性的层和具有电子特性的层，比如，该有机功能层包括空穴注入层、空穴传输层、既具备空穴注入又具备空穴传输的技能层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、既具备电子传输又具备电子注入的技能层中的一者或多者。

本发明的空穴注入层、空穴传输层和既具备空穴注入又具备空穴传输的技能层中除了采用常规的空穴注入物质、空穴传输物质、既具备空穴注入又具备空穴传输技能的物质，还可以包括电子-生成的物质。比如，该有机功能层为发光层，且该发光层包括磷光主体、荧光主体、磷光掺杂和荧光掺杂中的一者或多者。本发明可以采用该有机电致发光器件用化合物作为荧光主体，也可以作为荧光掺杂，以及同时作为荧光主体和荧光掺杂。

本发明的发光层可以为红色、黄色或蓝色发光层。且该发光层为红色发光层时，采用上述的有机电致发光器件用化合物作为红色主体，可得到高效率、高分辨率、高亮度及长寿命的有机电致发光器件。

本发明的有机电致发光器件包括顺次沉积的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中，该红色磷光化合物作为发光层的主体材料。

本发明的有机电致发光器件的制备方法没有特殊的限制，除了使用式1所示的主体化合物之外，其它采用本领域技术人员公知的发光器件的制备方法和材料制备得到即可。

实施例

实施例1：化合物1-1的合成

中间体Sub-1的合成

在500mL反应瓶中加入中间体苯硼酸(7.49g,61.4mmol)，2,4-二溴噻唑(17.68g,61.4mmol)，四(三苯基膦)钯(5mol％)，K

2、中间体Sub-4的合成

在250ml三口烧瓶中加入中间体Sub-3(1.82g，10mmol)，溴苯(1.65g,10.5mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol％)，三叔丁基膦(8mol％)，叔丁醇钾(3.8g,33.6mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃，氮气保护下反应12小时。反应完成后，将反应液冷却至室温，用邻二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥、浓缩、重结晶所得粗品过硅胶柱得到化合物Sub-4(0.73g,收率28％)。LC-MS：M/Z 258.12(M+)。

3、化合物1-1的合成

在250ml三口烧瓶中加入中间体Sub-4(4.23g，10mmol)，中间体Sub-1(2.99g,10.5mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol％)，三叔丁基膦(8mol％)，叔丁醇钾(3.8g,33.6mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃，氮气保护下反应12小时。反应完成后，将反应液冷却至室温，用邻二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥、浓缩、重结晶所得粗品过硅胶柱得到化合物1-1(3.47g,收率75％)。LC-MS：M/Z462.18(M+)。

实施例2：化合物1-5的合成

1、中间体Sub-5的合成

在250ml三口烧瓶中加入中间体2,4-二溴苯并[4,5]噻吩并[3,2-d]嘧啶(3.85g，11.2mmol)，中间体咔唑(3.0g,12.3mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(4mol％)，三叔丁基膦(8mol％)，叔丁醇钾(3.8g,33.6mmol)和邻二甲苯(80mL)。反应体系升温至120℃，氮气保护下反应12小时。反应完成后，将反应液冷却至室温，用邻二氯苯和水萃取。有机层用无水硫酸镁干燥、浓缩、重结晶所得粗品过硅胶柱得到Sub-5(3.86g,收率80％)。LC-MS：M/Z430.32(M+)。

2、化合物1-5的合成

参考实施例1的方法合成化合物1-5，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物1-5(3.42g,收率62％)。LC-MS：M/Z551.21(M+)。

实施例3：化合物1-10的合成

参考实施例1的方法合成化合物1-10，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物1-10(3.12g,收率54％)。LC-MS：M/Z 578.25(M+)。

实施例4：化合物1-11的合成

参考实施例1的方法合成化合物1-11，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物1-11(2.84g,收率45％)。LC-MS：M/Z 552.20(M+)。

实施例5：化合物1-50的合成

参考实施例1的方法合成化合物1-50，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物1-50(1.97g,收率35％)。LC-MS：M/Z 562.22(M+)

实施例6：化合物4-17的合成

参考实施例1的方法合成化合物4-17，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物4-17(3.30g,收率54％)。LC-MS：M/Z 611.21(M+)。

实施例7：化合物4-21的合成

参考实施例1的方法合成化合物4-21，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物4-21(3.29g,收率51％)。LC-MS：M/Z 644.24(M+)。

实施例8：化合物4-24的合成

参考实施例1的方法合成化合物4-24，其他步骤均参考了化合物1-1的合成，得到化合物4-24(4.14g,收率56％)。LC-MS：M/Z 560.24(M+)。

表1：本发明有机化合物HOMO、LUMO、三重态能级及S1-T1能级评价结果(利用Gaussian软件DFT计算/基于B3LYP泛函)

从表1可以看出，本发明化合物相比对比化合物的HOMO值降低、Eg(eV)值越符合RH(磷光主体材料)条件，另外延迟荧光性能(S1-T1)加强。

器件实施方案

1.第一实施方案

使ITO玻璃基板图案化,以具有3mm×3mm的发光区域。然后洗涤图案化的ITO玻璃基板。

随后将该基板安放在真空室。标准压力设定为1×10-6托。此后在ITO基板上以

2.第二实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第二实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物1-5。

3.第三实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第二实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物1-10。

4.第四实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第二实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物1-11。

5.第四实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第二实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物1-50。

6.第三实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第三实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物4-17。

7.第四实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第四实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物4-21。

8.第五实施方案

采用上述第一实施方案同样的方法制备第五实施方案的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物4-24。

9、对比例1

采用上述第一实施方案同样的方法制备对比例的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物Ref-1。

10、对比例2

采用上述第一实施方案同样的方法制备对比例的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物Ref-2。

11、对比例3

采用上述第一实施方案同样的方法制备对比例的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物Ref-3。

12、对比例4

采用上述第一实施方案同样的方法制备对比例的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物Ref-4。

13、对比例5

采用上述第一实施方案同样的方法制备对比例的有机电致发光器件，仅把有机电致发光器件的主体材料层由第一实施方案化合物1-1替换为化合物Ref-5。

制作的有机电致发光器件在10mA/cm

表2为本发明实施例和比较例制备得到的有机电致发光器件的性能检测结果。

表2

如表2所示，包含根据本公开的化合物作为主体材料的有机电致发光器件具有比对比物质的有机电致发光装置更高的发光效率和更长的寿命特性。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。