CN113493455A - 有机化合物、电子元件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机材料技术领域，提供一种有机化合物、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：其中，L选自单键、碳原子数为6‑25的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5‑25的取代或未取代的亚杂芳基；Ar1和Ar2各自独立地选自碳原子数为6‑30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5‑30的取代或未取代的杂芳基。本发明的有机化合物能够改善电子元件的性能。
Figure DDA0003147728640000011

Description

有机化合物、电子元件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机材料技术领域，尤其涉及一种有机化合物、电子元件和电子装置。
背景技术
随着电子技术的发展和材料科学的进步，用于实现电致发光或者光电转化的电子元件的应用范围越来越广泛。该类电子元件，例如有机电致发光器件或者光电转化器件，通常包括相对设置的阴极和阳极，以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成，且一般包括能量转化层、位于能量转化层与阳极之间的空穴传输层、位于能量转化层与阴极之间的电子传输层。
举例而言，当电子元件为有机电致发光器件时，其一般包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、作为能量转化层的有机发光层、电子传输层和阴极。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，电子和空穴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，进而使得有机发光层对外发光。
CN108084195A公开了一种用于有机发光器件中的双咔唑类稠环化合物，跟据该公开文件，将其应用于有机发光层中时，具有驱动电压低和发光效率高的特点，但是该化合物并不适用于空穴传输材料。
发明内容
本发明提供一种有机化合物、电子元件和电子装置，该有机化合物能提高电子元件的性能。
为实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种有机化合物，具有式1所示的结构：
Figure BDA0003147728620000011
L、L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、碳原子数为6-25的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5-25的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5-30的取代或未取代的杂芳基；
L、L1、L2、Ar1和Ar2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1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-15的杂芳基；任选地，任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和环。
本发明的另一个方面是提供一种电子元件，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；所述功能层包含上述任一项所述的有机化合物。
本发明的又一个方面是提供一种电子装置，包括上述的电子元件。
本发明提供的有机化合物对咔唑类化合物进行稠环，使得分子内具有较大的共轭体系及较强的分子内电子转移能力，具有较高的热稳定性，减少了常规咔唑类化合物在固相时易形成团聚。并且，本发明对咔唑基团的同一个苯环上稠合苯环并结合咔唑的N原子稠合形成氮杂苯部分，所形成的三个六元环彼此稠合，增加了结构的刚性，提高了衍生物的热稳定性，降低了分子团聚，并且三芳胺基团与该稠环结构进行连接，有助于分散材料的电荷，降低分子的共平面性，使形成的本申请的有机化合物更易于成膜，提高产物的玻璃化转变温度，使产品不易结晶，有效增强材料的导电性，更加有利于空穴的产生和传输。将本发明的有机化合物用于有机电致发光器中，显著提升了有机电致发光器件的寿命和发光效率，也在一定程度上降低了工作电压。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
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是本申请另一种实施方式的电子装置的结构示意图。
附图标记说明
100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；321、空穴传输层；322、电子阻挡层；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实施例。然而，示例实施例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，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施例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实施例中。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例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
第一方面，本申请提供一种有机化合物，具有式1所示的结构：
Figure BDA0003147728620000021
L、L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、碳原子数为6-25的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5-25的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5-30的取代或未取代的杂芳基；
L、L1、L2、Ar1和Ar2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1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-15的杂芳基；任选地，任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和环。
在本申请中，术语“任选”、“任选地”意味着随后所描述的事件或者可以但不必发生，该说明包括该事情或者发生或者不发生的场合。例如，“任选地，任意两个相邻的取代基形成环”意味着这两个取代基可以形成环但不是必须形成环，包括：相邻的两个取代基形成环的情景和相邻的两个取代基不形成环的情景。
在本申请中，“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)，如果具有取代基的情况下，取代基的个数可以是一个，也可以是多个。例如，“取代或未取代的芳基”是指具有一个或多个取代基Rc的芳基或者非取代的芳基。其中上述的取代基，即Rc，例如可以为氘、卤素基团、氰基、杂芳基、芳基、三烷基硅基、烷基、卤代烷基、环烷基等。当同一个原子上连接有两个取代基Rc时，这两个取代基Rc可以独立地存在或者相互连接以与所述原子形成环；当官能团上存在两个相邻的取代基Rc时，相邻的两个取代基Rc可以独立地存在或者与其所连接的官能团稠合成环。
在本申请中，所采用的描述方式“各……独立地选自”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。举例来讲，“
Figure BDA0003147728620000031
其中，各q独立地选自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。
在本申请中，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，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，芳基中不含有B、N、O、S、P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 BDA0003147728620000032
基等。
在本申请中，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原子、卤素基团、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基等基团取代。作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，吡啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基等。杂芳基取代的芳基的具体实例包括但不限于，二苯并呋喃基取代的苯基、二苯并噻吩基取代的苯基、吡啶取代的苯基等。应当理解地是，取代的芳基的碳原子数，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数，例如碳原子数为18的取代的芳基，指的是芳基和取代基的总碳原子数为18。
在本申请中，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和S中的至少一种。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、***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-苯基咔唑基为通过碳碳键共轭连接的多环体系类型的杂芳基。
在本申请中，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、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基等基团取代。芳基取代的杂芳基的具体实例包括但不限于，苯基取代的二苯并呋喃基、苯基取代的二苯并噻吩基、苯基取代的吡啶基等。应当理解地是，取代的杂芳基的碳原子数，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0003147728620000041
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 BDA0003147728620000042
再举例而言，如下式(X')中所示地，式(X')所表示的菲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 BDA0003147728620000043
本申请中的不定位取代基，指的是通过一个从环体系中央伸出的单键连接的取代基，其表示该取代基可以连接在该环体系中的任何可能位置。例如，如下式(Y)中所示地，式(Y)所表示的取代基R'通过一个不定位连接键与喹啉环连接，其所表示的含义，包括如式(Y-1)～式(Y-7)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0003147728620000044
Figure BDA0003147728620000051
本申请中，碳原子数为3～10的环烷基可以作为芳基、杂芳基的取代基，其具体实例包括但不限于，环戊基、环己基、金刚烷基等。
本申请中，碳原子数为1～10的烷基可以包括C1～C10的直链烷基和C3～C10的支链烷基，碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，碳原子数为1～10的烷基的具体实施包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。
本申请中，卤素可以包括氟、氯、溴、碘。
本申请中，作为取代基的碳原子数为6～15的芳基的碳原子数可以为6(例如为苯基)、10(例如为萘)、12(例如为联苯基)、13(例如芴基)、15等。
本申请中，作为取代基的碳原子数为5～15的杂芳基的碳原子数可以为5(例如为吡啶基)、12(例如为二苯并噻吩基、二苯并呋喃基)等。
本申请中，式1的结构可以理解为，芳胺基团
Figure BDA0003147728620000052
中的连接键L可以与括号内的稠合结构
Figure BDA0003147728620000053
通过所示的11个位点的任意一个连接。
在一些实施方式中，所述有机化合物具有选自以下结构所组成的组：
Figure BDA0003147728620000054
Figure BDA0003147728620000061
可选地，L、L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、碳原子数为6-20的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5-20的取代或未取代的亚杂芳基。具体地，L、L1、L2可以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，碳原子数为5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的取代或未取代的亚杂芳基。
可选地，L、L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、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、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基、取代或未取代的亚咔唑基。
在一种实施方式中，L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、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基。L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、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和L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基、碳原子数为5-10的环烷基、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中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、三甲基硅基、环戊基、环己基、苯基、萘基、吡啶基。
在一种优选的实施方式中，L为碳原子数为6-20的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为6-18的取代或未取代的亚杂芳基，这样能进一步提高器件的使用寿命和外量子效率。
在一种实施方式中，L选自单键和以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000062
可选地，L选自单键和以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000063
Figure BDA0003147728620000071
优选地，L选自以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000072
在一种实施方式中，L1和L2各自独立地选自单键和以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000073
可选地，L1、L2各自独立地选自单键和以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000074
在一种实施方式中，Ar1和Ar2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、取代或未取代的芴基、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、取代或未取代的菲基。
可选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的氟代烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-12的芳基、碳原子数为5-12的杂芳基；任选地，任意两个相邻的取代基形成5-13元的饱和或不饱和环。
可选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、三甲基硅基、环戊基、环己基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；任选地，任意两个相邻的取代基形成芴环、环己烷或环戊烷。
可选地，Ar1和Ar2各自独立地选自取代或未取代的基团Z，未取代的基团Z选自以下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000081
取代的基团Z中具有一个或两个以上取代基，取代基独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、三氟甲基、三甲基硅基、苯基、萘基、环己基、环戊基；当取代基的个数大于1时，取代基相同或不同，任选地，任意两个相邻的取代基形成芴环、环戊烷、环己烷。
可选地，Ar1、Ar2各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000082
可选地，Ar1、Ar2各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0003147728620000083
Figure BDA0003147728620000091
可选地，所述有机化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure BDA0003147728620000092
Figure BDA0003147728620000101
Figure BDA0003147728620000111
Figure BDA0003147728620000121
Figure BDA0003147728620000131
Figure BDA0003147728620000141
Figure BDA0003147728620000151
Figure BDA0003147728620000161
Figure BDA0003147728620000171
Figure BDA0003147728620000181
本申请对提供的有机化合物的合成方法没有特别限定，本领域技术人员可以根据本申请的有机化合物结合合成例的制备方法确定合适的合成方法。换言之，本申请的合成例部分示例性地提供了有机化合物的制备方法，所采用的原料可通过商购获得或本领域熟知的方法获得。本领域技术人员可以根据这些示例性合成例的制备方法得到本申请提供的所有有机化合物，在此不再详述制备该有机化合物的所有具体制备方法，本领域技术人员不应理解为对本申请的限制。
第二方面，本申请提供一种电子元件，该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；所述功能层包含上述的有机化合物。
可选地，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件。
可选地，所述功能层包括空穴传输层，所述空穴传输层包含本申请所提供的有机化合物。其中，空穴传输层既可以由本申请所提供的有机化合物组成，也可以由本申请所提供的有机化合物和其他材料共同组成。所述空穴传输层可以是一层，还可以是两层或更多层。
按照一种实施方式，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、空穴传输层321、作为能量转化层的有机发光层330、电子传输层340和阴极200。
本申请提供的有机化合物可应用于有机电致发光器件的空穴传输层321，以提高有机电致发光器件的寿命，同时兼具较高的发光效率和较低的工作电压。
本申请中，阳极100包括阳极材料，其优选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。阳极材料的具体实例包括但不限于：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。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，空穴传输层321和有机发光层330之间设置有电子阻挡层322，电子阻挡层322能够有效阻挡电子载流子向阳极100方向传输，实现对空穴传输层321材料的保护，电子阻挡层材料的可以为TCTA。
可选地，有机发光层330可以由单一发光材料组成，也可以包括主体材料和客体材料。一种具体的实施方式中，有机发光层330由主体材料和客体材料组成，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客体材料，进而使得客体材料能够发光。
可选地，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、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。例如所述主体材料可以为CBP、α,β-ADN。有机发光层330的客体材料可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制，例如所述客体材料可以为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(dmpq)3、BD-1。
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，电子传输材料可以选自但不限于，苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料。在本申请的一种实施方式中，电子传输层340可以由TPBi和LiQ组成。
本申请中，阴极200可以包括阴极材料，其是有助于电子注入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的材料可以选自m-MTDATA、HAT-CN、1T-NATA或2T-NATA。
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、Yb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可以包含LiQ或Yb。
可选地，如图1所示，空穴注入层310、空穴传输层321、电子阻挡层322、有机发光层330、电子传输层340和电子注入层350组成功能层300。
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。
可选地，所述功能层300包括空穴传输层321，所述空穴传输层321包含本申请的有机化合物。其中，空穴传输层321既可以为本申请所提供的有机化合物组成，也可以由本申请所提供的有机化合物和其他材料共同组成。
可选地，如图3所示，光电转化器件可包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层321、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，太阳能电池可以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，空穴传输层包含有本申请的有机化合物。
第三方面，本申请还提供一种电子装置，该电子装置包括本申请第二方面所述的电子元件。
按照一种实施方式，如图2所示，电子装置为第一电子装置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，电子装置为第二电子装置500，包括上述光电转化器件。第二电子装置500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。
下面结合实施例对本申请做进一步说明。
一、中间体IM-1-X的合成
1、中间体IM-1-1的合成
Figure BDA0003147728620000201
在N2气氛下，加入原料SA-1-1(127g，549.57mmol)，浓度25wt％的硫酸(127mL)和叠氮酸(23.65g，549.57mmol)，并在50℃下搅拌3小时。反应完成后，加入60mL的浓度20wt％的碳酸钾水溶液中和，水洗后采用无水MgSO4干燥，收集有机层溶剂后通过过柱进行纯化，分别得到中间体IM-1-1-a(21.6g，收率15.9％)和中间体IM-1-1-b(17.6g，收率13.1％)。
2、参照中间体IM-1-1的合成方法，合成下表1所示的中间体IM-1-X，其中以原料SA-1-X代替SA-1-1，合成如下表1所示的中间体IM-1-X。
表1
Figure BDA0003147728620000202
二、中间体IM-2-Y的合成
1、中间体IM-2-1的合成
Figure BDA0003147728620000211
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体IM-1-1-a(17.5g，71.11mmol)，反应物SA-2-1(16.9g，71.11mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.65g)，X-phos(0.68g)，叔丁醇钠(10.2g)和甲苯(144mL)，加热至105-110℃，搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温。萃取，水洗，合并有机相，用无水硫酸镁进行干燥，过滤除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到中间体IM-2-1(18.0g，收率71.0％)。
2、参照中间体IM-2-1的合成方法，合成下表2所示的中间体IM-2-Y，其中中间体IM-1-X(其中IM-1-5直接购买)，代替中间体IM-1-1-a，反应物SA-2-Z代替反应物SA-2-1，合成如下表2所示的中间体IM-2-Y。
表2
Figure BDA0003147728620000212
三、中间体IM-3-Y的合成
1、中间体IM-3-1的合成
Figure BDA0003147728620000213
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体IM-2-1(17.8g,49.91mmol)、醋酸钯(5.61g)、三环己基磷氟硼酸盐(18.38g)、碳酸铯(65.05g)、N,N-二甲基乙酰胺(178mL)。开启搅拌，加热回流反应2h，反应结束后，冷却至室温。氯仿萃取反应液，分离有机相，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压蒸馏除去溶剂得到粗品；对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到中间体IM-3-1(8.47g，收率53.0％)。
2、参照中间体IM-3-1的合成方法，合成下表3所示的中间体IM-3-X，其中，以中间体IM-2-X代替中间体IM-2-1，合成如下表3所示的中间体IM-3-X。
表3
Figure BDA0003147728620000221
四、中间体IM-4-X的合成
1、中间体IM-4-1的合成
Figure BDA0003147728620000222
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，依次加入中间体IM-3-1(17.8g，55.59mmol)，联硼酸频哪醇酯(14.12g，55.59mmol)，乙酸钾(8.18g)，x-Phos(0.53g，)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.51g)和1,4-二氧六环(144mL)，加热至75-85℃回流反应3h，反应结束后，冷却至室温。萃取反应溶液，使用无水硫酸镁干燥有机相，过滤后将滤液减压除去溶剂，使用甲苯体系对粗品进行重结晶提纯，过滤得到中间体IM-4-1(14.54g，71.2％)。
2、参照中间体IM-4-1的合成方法，合成下表4所示的中间体IM-4-X，其中，以中间体IM-3-X代替中间体IM-3-1，合成如下表4所示的中间体IM-4-X。
表4
Figure BDA0003147728620000231
五、中间体IM-5-Z的合成
1、中间体IM-5-1的合成
Figure BDA0003147728620000232
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体IM-4-1(14.30g，38.94mmol)，反应物SA-4-1(7.45g，38.94mmol)，醋酸钯(0.087g)，碳酸钾(8.06g)，s-phos(0.32g)，甲苯(84mL)，无水乙醇(28mL)和去离子水(28mL)；开启搅拌和加热，待温度上升到70-80℃，回流反应4h，反应结束后，冷却至室温。萃取，水洗，合并有机相，用无水硫酸镁进行干燥，过滤除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体IM-5-1(9.45g，收率69.0％)。
2、参照IM-5-1的合成方法，合成下表5所示的IM-5-Z，其中，以中间体IM-4-X代替IM-4-1，以反应物SA-4-Y代替反应物SA-4-1，合成如下表5所示的IM-5-Z。
表5
Figure BDA0003147728620000233
Figure BDA0003147728620000241
六、中间体IM-6-X的合成
1、中间体IM-6-1的合成
Figure BDA0003147728620000242
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入反应物SA-5-1(7.5g，28.5mmol)，反应物SA-6-1(4.46g，28.5mmol)，四(三苯基膦)钯(0.33g)，碳酸钾(5.90g)，TBAB(0.18g)，甲苯(48mL)，无水乙醇(16mL)和去离子水(16mL)；开启搅拌和加热，待温度上升到70-80℃，回流反应4h，反应结束后，冷却至室温。萃取，水洗，合并有机相，用无水硫酸镁进行干燥，过滤除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体IM-6-1(5.13g，收率61.0％)。
2、参照中间体IM-6-1的合成方法，合成下表6所示的中间体IM-6-X，其中反应物SA-5-Y代替反应物SA-5-1，反应物SA-6-Z代替反应物SA-6-1，合成如下表6所示的中间体IM-6-X。
表6
Figure BDA0003147728620000251
七、中间体IM-7-Y的合成
1、中间体IM-7-1的合成
Figure BDA0003147728620000252
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体IM-3-1(9.3g，29.05mmol)，反应物SA-7-1(4.92g，29.05mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.27g)，X-phos(0.28g)，叔丁醇钠(4.19g)和甲苯(93mL)，加热至105-110℃，搅拌反应1h，反应结束后，冷却至室温。萃取，水洗，合并有机相，用无水硫酸镁进行干燥，过滤除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体IM-7-1(8.42g，收率70.9％)。
2、参照中间体IM-7-1的合成方法，合成下表7所示的中间体IM-7-Z，其中，以中间体IM-3-X或IM-5-Z代替中间体IM-3-1，反应物SA-7-W代替反应物SA-7-1，合成如下表7所示的中间体IM-7-X。
表7
Figure BDA0003147728620000253
Figure BDA0003147728620000261
Figure BDA0003147728620000271
合成例1
Figure BDA0003147728620000272
向装有机械搅拌、温度计、球形冷凝管的三口瓶中通入氮气(0.100L/min)置换15min，加入中间体IM-7-1(7.5g，18.36mmol)，反应物SA-8-1(4.28g，18.36mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.17g)，s-phos(0.22g)，叔丁醇钠(2.65g)和甲苯(64mL)，加热至105-110℃，搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温。萃取，水洗，合并有机相，用无水硫酸镁进行干燥，过滤除去溶剂，使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物21(6.90g，收率67.0％)，质谱：m/z＝561.23[M+H]+。
参照化合物21的合成方法合成合物X，其中，以中间体IM-7-Z代替IM-7-1，反应物SA-8-Y(或IM-6-X)代替反应物SA-8-1，所采用的主要原料、合成化合物及其收率和质谱表征结果如表8所示。
表8
Figure BDA0003147728620000273
Figure BDA0003147728620000281
Figure BDA0003147728620000291
Figure BDA0003147728620000292
Figure BDA0003147728620000301
有机电致发光器件制备及评估
实施例1
通过以下过程制备有机电致发光器件：将镀有ITO/Ag/ITO(5nm/100nm/5nm)电极的基板切割成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)上真空蒸镀化合物HAT-CN以形成厚度为
Figure BDA0003147728620000302
的空穴注入层(HIL)；接着在空穴注入层上方真空蒸镀化合物21，以形成厚度为
Figure BDA00031477286200003012
的空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层(HTL)上蒸镀化合物TCTA作为电子阻挡层(EBL)，厚度为
Figure BDA00031477286200003015
在电子阻挡层(EBL)上蒸镀以化合物α,β-ADN作为主体，同时掺杂重量比为2％的BD-1，形成厚度为
Figure BDA00031477286200003011
的有机发光层(EML)。
在有机发光层(EML)上，将TPBi和LiQ以1:1的重量比进行混合并蒸镀形成电子传输层(ETL)，厚度为
Figure BDA0003147728620000303
在电子传输层(ETL)上蒸镀
Figure BDA00031477286200003014
的金属Yb作为电子注入层(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，作为阴极，阴极厚度为
Figure BDA0003147728620000304
在阴极上蒸镀化合物CP-1，作为有机覆盖层(CPL)，厚度为
Figure BDA0003147728620000305
蒸镀完成的器件在氮气手套箱中用紫外线硬化树脂封装。
实施例2～实施例21
上述器件结构中，除了在空穴传输层(HTL)使用表10记载的化合物替代化合物21之外，采用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。
比较例1～比较例4
在比较例1～比较例4中，可分别使用化合物A、化合物B、化合物C、化合物D作为空穴传输层(HTL)的材料替代化合物21之外，采用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。
其中，HAT-CN、α,β-AND、TCTA、LiQ、TPBi、CP-1、BD-1、化合物A、化合物B、化合物C、化合物D的结构式如表9所示。
表9
Figure BDA0003147728620000306
Figure BDA0003147728620000311
制备的有机电致发光器件的性能见表10，其中，电压、效率、色坐标是在恒定电流密度10mA/cm2下进行测试，T95器件寿命在恒定电流密度20mA/cm2下进行测试。
表10
Figure BDA0003147728620000312
Figure BDA0003147728620000321
参照表10的结果，发现实施例1～实施例21与比较例1～比较例4的有机电致发光器件相比，在色坐标CIEy为0.051附近情况下，得到的有机电致发光器件，普遍具有长寿命及高发光效率的特性。其中，实施例1～实施例21有机电致发光器件的外量子效率相较比较例的外量子效率提升了7％以上；有机电致发光器件T95寿命相较比较例至少延长了14％。与此同时，驱动电压亦降低了0.2V以上。亦简言之，本发明有机化合物应用在有机电致发光器件的空穴传输层(HTL)中，显著提升了有机电致发光器件的寿命和外量子效率，也在一定程度上降低了工作电压。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种有机化合物，其特征在于，具有式1所示的结构：
Figure FDA0003147728610000011
L、L1、L2相同或不同，且各自独立选自单键、碳原子数为6-25的取代或未取代的亚芳基、碳原子数为5-25的取代或未取代的亚杂芳基；
Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为5-30的取代或未取代的杂芳基；
L、L1、L2、Ar1和Ar2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1-10的烷基、碳原子数为1-10的卤代烷基、碳原子数为3-12的三烷基硅基、碳原子数为3-10的环烷基、碳原子数为6-15的芳基、碳原子数为5-15的杂芳基；任选地，任意两个相邻的取代基形成饱和或不饱和环。
2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物选自以下结构所组成的组：
Figure FDA0003147728610000012
3.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，L、L1、L2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、碳原子数为5-20的取代或未取代的亚杂芳基；
优选地，L、L1和L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为1-4的氟代烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基、碳原子数为5-10的环烷基、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所述的有机化合物，其特征在于，L、L1、L2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、取代或未取代的亚芴基、取代或未取代的亚吡啶基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、取代或未取代的亚二苯并噻吩基、取代或未取代的亚咔唑基；
优选地，L、L1、L2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、三甲基硅基、环戊基、环己基、苯基、萘基、吡啶基。
5.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，L选自单键和以下基团所组成的组：
Figure FDA0003147728610000021
6.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，L1和L2各自独立地选自单键和以下基团所组成的组：
Figure FDA0003147728610000022
7.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1和Ar2各自独立地选自碳原子数为6-25的取代或未取代的芳基、碳原子数为5-20的取代或未取代的杂芳基；
优选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的氟代烷基、碳原子数为3-7的三烷基硅基、碳原子数为5-10的环烷基、碳原子数为6-12的芳基、碳原子数为5-12的杂芳基；任选地，任意两个相邻的取代基形成5-13元的饱和或不饱和环。
8.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1和Ar2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、取代或未取代的芴基、取代或未取代的吡啶基、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、取代或未取代的菲基；
优选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、三甲基硅基、环戊基、环己基、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基；任选地，任意两个相邻的取代基形成芴环、环己烷或环戊烷。
9.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1和Ar2各自独立地选自取代或未取代的基团Z，未取代的基团Z选自以下基团所组成的组：
Figure FDA0003147728610000031
取代的基团Z中具有一个或两个以上取代基，取代基独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1-4的烷基、三氟甲基、三甲基硅基、苯基、萘基、环己基、环戊基；当取代基的个数大于1时，取代基相同或不同，任选地，任意两个相邻的取代基形成芴环、环戊烷、环己烷。
10.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，Ar1、Ar2各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0003147728610000032
11.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure FDA0003147728610000033
Figure FDA0003147728610000041
Figure FDA0003147728610000051
Figure FDA0003147728610000061
Figure FDA0003147728610000071
Figure FDA0003147728610000081
Figure FDA0003147728610000091
Figure FDA0003147728610000101
Figure FDA0003147728610000111
Figure FDA0003147728610000121
12.一种电子元件，其特征在于，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；所述功能层包含权利要求1～11任一所述的有机化合物；
优选地，所述电子元件为有机电致发光器件或光电转化器件。
13.根据权利要求12所述的电子元件，其特征在于，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。
14.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求12或13所述的电子元件。
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